Luz D Los Cosmos

LA LUZ DE LOS COSMOS.

CASI TODO LO QUE SABEMOS DEL COSMOS LO HEMOS APRENDIDO

Mediante el análisis de la luz que nos llega de él. Con mayor generalidad deberíamos referirnos a la observación de la radiación electromagnética, de la que la luz visible es solo una parte. Y decimos “casi todo” porque los rayos cósmicos y los neutrinos nos aportan también importantes claves. En cualquier caso, nuestro modelo del universo más allá de la Tierra es, en buena medida, una imagen tallada con herramientas electromagnéticas. Un modelo muy rico, sin duda alguna. Pero quizá, por estar esencialmente construido a partir de estas proyecciones sobre nuestros muros de luces y sombras solo electromagnéticas, podría ser también un modelo sesgado. ¿Cómo saberlo? ¿Disponemos de alguna manera independiente para evaluar, y en su caso enriquecer, este modelo de génesis electromagnética? La respuesta es sí: las denominadas ondas gravitatorias nos proporcionan lo que podemos considerar como otra luz con la que observar el cosmos, complementaria e independiente a la luz electromagnética.

En las líneas que siguen vamos a explorar la naturaleza y propiedades de esta “otra luz” gravitatoria, en un recorrido en bucle que comienza y acaba con esa luz más familiar, la electromagnética. En efecto, en su papel de ventana al cosmos, la luz electromagnética nos brinda una muy especial “invitación al viaje”. Un viaje que empezó con la observación del universo con el ojo desnudo y que, en etapas sucesivas marcadas por la apertura de nuevas ventanas en el espectro electromagnético (ondas de radio, infrarrojos, ultravioleta, rayos X, rayos gamma…) nos ha conducido hasta nuestra imagen actual de un universo dinámico, complejo, con mecanismos distintos a distintas escalas. Así, hemos aprendido que el universo presenta aspectos muy diferentes en las distintas longitudes de onda de la luz, de tal manera que la apertura de cada nueva ventana electromagnética nos ha deparado sistemáticamente sorpresas y nuevos retos. Motivados por esta visión cosmológica compleja que nos ofrece la radiación electromagnética, nuestro recorrido nos va a llevar hasta fenómenos astrofísicos muy violentos que, por su naturaleza, no pueden observarse con la luz electromagnética. Para su observación y estudio precisamos de esa otra luz: las ondas gravitatorias. Nuestro camino se articula en torno a tres preguntas: ¿Qué es esta otra luz? ¿Qué emite tales ondas? ¿Cómo podemos detectarlas? Por tanto en nuestro recorrido abordaremos cuestiones de física fundamental en torno a la naturaleza de las ondas gravitatorias (primera pregunta), exploraremos las líneas maestras de la naciente Astrofísica y Cosmología de ondas gravitatorias (segunda pregunta) y, por último, con la luz de un láser como ojos para ver esta luz gravitatoria (tercera pregunta) cerraremos el bucle de nuestro camino. Un recorrido desde la “luz para la observación” hasta la “luz para la medición y manipulación”, pasando por la otra luz de un cosmos por descubrir.

¿Qué son las ondas gravitatorias?

Naturaleza fundamental de la radiación gravitatoria

En nuestra primera etapa indagamos en la naturaleza y propiedades físicas de esta otra luz. Casi todos tenemos una experiencia más o menos directa de las mareas en el mar, esa subida y bajada dos veces por día del nivel del agua en la costa. Para entender este fenómeno fundamental en el día a día de los que conviven con el mar, debemos salirnos de la Tierra y considerar nuestro primer sistema astrofísico del recorrido: el formado por la Tierra, la Luna y el Sol. Los campos gravitatorios creados por la Luna y el Sol inducen deformaciones en la forma de la Tierra. Centrándonos en la Luna, cuyo efecto en las mareas es más importante que el del Sol, esta deformación de la Tierra se debe a que su parte más cercana a la Luna se ve atraída por esta con mayor fuerza que la parte más lejana. Esta diferencia en la intensidad de la atracción gravitatoria sobre extremos opuestos de la Tierra trata de deformar el globo terráqueo en un elipsoide. Por la naturaleza deformable de los fluidos, este efecto es mayor en los océanos que en los continentes, “abultando” la masa oceánica en dos direcciones

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