LIGO vuelve a detectar ondas gravitatorias

[El_Andaluz]

Investigadores de la Universidad de las Islas Baleares han participado en el descubrimiento

El pasado mes de febrero, el observatorio LIGO anunciaba la primera detección de ondas gravitatorias. Ahora, anuncia una segunda detección de estas ondulaciones del espacio-tiempo. Esta segunda señal, bautizada como GW151226, también procede de la fusión de dos agujeros negros. La Universidad de las Islas Baleares ha participado en el hallazgo.

El 26 de diciembre de 2015 a las 03:38:53 UTC, los científicos observaron ondas gravitatorias -ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo- por segunda vez, tras la primera observación, anunciada el pasado mes de febrero.

GW151226 es la segunda observación clara de una fusión de agujeros negros y, junto con GW150914 (la primera), marca el inicio de la astronomía de ondas gravitatorias como un medio para explorar nuevas fronteras de nuestro universo.

Las ondas gravitatorias fueron  detectadas en este caso por los dos detectores gemelos del Observatorio  por Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO, por sus siglas en inglés), ubicados en Livingston, Louisiana, y Hanford, Washington, EE.UU.

Los observatorios LIGO están financiados por la National Science Foundation (NSF), y fueron concebidos y construidos y son operados por Caltech y MIT. El descubrimiento, aceptado para su publicación en la revista Physical Review Letters, fue realizado por la Colaboración Científica LIGO (que incluye la Colaboración GEO y el Australian Consortium for Interferometric Gravitational Astronomy) y la colaboración Virgo usando datos de los dos detectores LIGO.

La UIB participa en este nuevo descubrimiento

Esta señal, GW151226, fue identificada a tan sólo 70 segundos de su llegada a la Tierra por los algoritmos de baja latencia. Aproximadamente un minuto después, se tenían las primeras indicaciones del origen de la señal gracias a una técnica conocida como filtrado adaptado.

En este método, los datos se comparan con muchas predicciones de señales gravitacionales (catálogos de formas de onda) con el fin de encontrar la que coincide mejor. En este caso, el filtrado adaptado fue esencial tanto para la detección como para el posterior análisis de GW151226, debido a que ésta tiene una menor intensidad, en comparación con la deGW150914, y es difícil de ver a simple vista.

El desarrollo de catálogos precisos de formas de onda basados en la relatividad general resulta imprescindible para estudiar las fusiones de binarias de agujeros negros y es una de las actividades principales del grupo de Relatividad y Gravitación (GRG) en la Universidad de les Illes Balears (UIB).

Además, sus fórmulas son utilizadas para generar los varios cientos de miles de patrones de onda utilizados en el análisis de los datos de LIGO/Virgo y llevar a cabo este descubrimiento.

Para calibrar estos bancos de patrones es necesario la utilización de simulaciones numéricas, generadas en muchos casos gracias al uso de infraestructura computacional europea (PRACE) y de la Red Española de Supercomputación.

Cabe señalar que el Dr. Sascha Husa,  profesor de la UIB y miembro del GRG, lidera un proyecto internacional que ha sido recientemente seleccionado por PRACE, con más de 8 millones de horas de CPU, y desde el 2010 el grupo de la UIB ha tenido acceso de forma continuada a tiempo de cálculo en el MareNostrum, el supercomputador más potente de España del BSC-CNS, que ha sido esencial para el desarrollo de estos catálogos.

Por otro lado el grupo de la UIB, liderado por la Dra. Alicia Sintes, está totalmente volcado en análisis de los datos de LIGO, a la caza de una posible señal gravitacional continua procedente de púlsares desconocidos (estrellas de neutrones en rotación).

Estas señales son tan débiles, que es necesario integrar todos los datos tomados durante estos 4 meses para tener alguna oportunidad de ver algo. Si este análisis desvelase alguna señal, ésta nos aportaría información sobre la materia en el interior de las estrellas de neutrones, un objeto del tamaño aproximado de Menorca y con una masa un 50% mayor que nuestro Sol, gobernado por las leyes de la teoría cuántica.

La Dra. Alicia Sintes de la UIB lidera el único grupo español miembro de la Colaboración Científica LIGO. Desde marzo del 2016, la Dra. Sintes, junto con el Prof. Keith Riles de la Universidad de Michigan, preside el grupo de trabajo LIGO-Virgo para la búsqueda de señales gravitacionales continuas. La Dra. Sintes y el Dr. Sascha Husa, forman parte del Consejo de LIGO y han participado, junto con otros miembros del grupo de la UIB, en los artículos de estos descubrimientos.

El origen de la señal

Las ondas gravitacionales llevan consigo información sobre sus orígenes y sobre la naturaleza de la gravedad que no puede obtenerse de otra forma, y los físicos han llegado a la conclusión de que las ondas gravitatorias detectadas el 26 de diciembre de 2015, una vez más se produjeron durante los momentos finales de la fusión de dos agujeros negros de 14 y 8 masas solares para producir un único agujero negro en rotación más masivo, de unas 21 veces la masa del sol.

Durante la fusión, que se produjo hace aproximadamente 1400 millones de años, una cantidad de energía más o menos equivalente a la masa del sol se convirtió en ondas gravitacionales.

La señal detectada proviene de las últimas 27 órbitas de los agujeros negros antes de su fusión. El tiempo de llegada de las señales, medida 1.1 milisegundos antes en el detector de Livingston que en el detector de Hanford, da una idea aproximada de la posición de la fuente en el cielo.

"Es muy significativo que estos agujeros negros fuesen mucho menos masivos que los de la primera detección", dice Gabriela González, portavoz de la Colaboración Científica LIGO (LSC) y profesora de física y astronomía en la Universidad del Estado de Louisiana.

"Debido a sus masas más ligeras, se pasaron más tiempo -alrededor de un segundo- en la banda sensible de los detectores. Es un comienzo prometedor para el estudio de las poblaciones de los agujeros negros en nuestro universo."

Las primeras detecciones

La primera detección de ondas gravitacionales, anunciada el 11 de febrero de 2016, fue un hito en la física; se confirmó una importante predicción de la teoría general de la relatividad de Einstein del 1915, y marcó el inicio del nuevo campo de la astronomía de ondas gravitacionales.

El segundo descubrimiento "ha puesto verdaderamente la 'O' de Observatorio en LIGO", dice Albert Lazzarini de Caltech, director adjunto del Laboratorio LIGO. "Con la detección de dos eventos fuertes en los cuatro meses de nuestro primer periodo de observación, podemos empezar a hacer predicciones acerca de la frecuencia con la que podríamos estar escuchando las ondas gravitacionales en el futuro. LIGO nos trae una nueva manera de observar algunos de los eventos más oscuros y más energéticos en nuestro universo".

Ambos descubrimientos fueron posibles gracias a las capacidades mejoradas de Advanced-LIGO, una importante actualización que aumenta la sensibilidad de los instrumentos en comparación con los detectores LIGO de primera generación, lo que permite un gran aumento del volumen del universo explorado.

El próximo periodo de observación Advanced-LIGO tendrá lugar este otoño. Para entonces, se espera que mejoras en la sensibilidad del detector permitirán a LIGO alcanzar un volumen de  universo de 1.5 a 2 veces mayor. Se espera que el detector Virgo se una en la segunda mitad de este periodo de observación.

La investigación en LIGO es llevada a cabo por la Colaboración Científica LIGO (LSC), un grupo de más de 1.000 científicos de universidades de todo Estados Unidos y de otros 14 países. Más de 90 universidades e institutos de investigación de LSC desarrollan tecnología para el detector y analizan datos; alrededor de unos 250 estudiantes contribuyen de forma relevante a la colaboración. La red de detectores LSC incluye los interferómetros de LIGO y el detector GEO600.

La investigación en Virgo es llevada a cabo por la Colaboración Virgo, un grupo de más de 250 físicos e ingenieros pertenecientes a 19 grupos de investigación europeos diferentes: 6 en el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) de Francia; 8 en el Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) en Italia; Nikhef en los Países Bajos;  el instituto Wigner  RCP en Hungría; el grupo POLGRAW en Polonia; y el European Gravitational Observatory (EGO), el laboratorio que alberga el  interferómetro Virgo cerca de Pisa en Italia.

La NSF de Estados Unidos lidera el apoyo financiero de Advanced-LIGO. Organismos de financiación en Alemania (Sociedad Max Planck),  Reino Unido (Consejo de Infraestructuras de  Ciencia y Tecnología,  STFC) y Australia (Consejo Australiano de Investigación) también han contribuido significativamente al proyecto.

Varias de las tecnologías clave que hicieron que Advanced-LIGO fuera mucho más sensible fueron desarrolladas y probadas por la colaboración británico-alemana GEO. Recursos informáticos han sido aportados de forma significativa por el clúster Atlas del AEI-Hannover, el Laboratorio LIGO,  la Universidad de Syracuse, el clúster ARCCA de la Universidad de Cardiff, la Universidad de Wisconsin-Milwaukee y el Open Science Grid. Varias universidades han diseñado, construido y probado componentes clave para Advanced-LIGO: La Universidad Nacional de Australia, la Universidad de Adelaida, la Universidad de Australia Occidental, la Universidad de Florida, la Universidad de Stanford, la Universidad de Columbia de Nueva York, y la Universidad Estatal de Louisiana.

El equipo de GEO incluye científicos del Instituto Max Planck de Física Gravitacional (Albert Einstein Institute, AEI), la Universidad Leibniz de Hannover, junto a los socios de la Universidad de Glasgow, Universidad de Cardiff, la Universidad de Birmingham, otras universidades en el Reino Unido y Alemania y la Universidad de las Islas Baleares en España.

http://www.tendencias21.net/LIGO-vuelve-a-detectar-ondas-gravitatorias_a42803.html

No sabía yo que se podían detectar hasta dos veces las ondas gravitatorias tan difícil era antes que ahora la vuelven a detectar con facilidad ? 

[Orubatosu]

No, sigue siendo igual de dificil.

Supongo que lo de "dos veces" (que ya ocurrió antes) hace referencia a que estas señales están siendo captadas al menos con dos detectores diferentes.

En este caso, uno es el "LIGO Livinston"

https://www.ligo.caltech.edu/LA

El otro es el "LIGO Hanford"

https://www.ligo.caltech.edu/WA

Ambas instalaciones son "lo mismo", pero están separadas entre si con una considerable distancia.

La diferencia en la recepción de la señal les da una forma primitiva de "triangular" la procedencia de la señal. Lo cierto es que de momento muy "a lo bruto". Se sabe que en una zona se ha producido un suceso, pero el concretar la zona exacta sigue siendo complicado con solo dos detectores de este tipo

A finales de este año, se incorporará VIRGO. Un nuevo detector muy parecido a estos dos pero cerca de la ciudad de Pisa (Italia). El tener tres detectores permitirá poder triangular las señales con mucha mas precisión

Y sigue siendo difícil, ten en cuenta que esas ondas señalan un acontecimiento puntual de unas décimas de segundo en la que una masa algo mayor a la de nuestro sol se convierte en energía en forma de ondas gravitacionales. Vamos, que imagina algo del tamaño de nuestro sol "detonando" en un par de décimas de segundo con tal violencia que la energía se disipa "ondulando" la misma estructura del espacio.

Una vez que tienes la tecnología para hacer algo, replicarlo no es mas que cuestión de presupuesto. Pero claro, primero tienes que hacer "el primero".

PD. Sin que tenga mucho que ver, os recuerdo que en Julio llega la sonda JUNO a Júpiter, y entrará en órbita en Agosto. Sacará imágenes durante 6 u 8 órbitas con una calidad y detalle sin precedentes (mas no podrá, la radiación freirá la cámara) así que iros preparando para ver Júpiter como nunca se había visto hasta ahora

[El_Andaluz]

La diferencia en la recepción de la señal les da una forma primitiva de "triangular" la procedencia de la señal. Lo cierto es que de momento muy "a lo bruto". Se sabe que en una zona se ha producido un suceso, pero el concretar la zona exacta sigue siendo complicado con solo dos detectores de este tipo

Mmm gracias por la explicación, pero no entiendo una cosa si dices que se sabe que se ha producido en una zona ese suceso entonces lo llamamos X por que no se sabe el sitio en concreto.

Se supone que esas ondas gravitatorias provienen de agujeros negros, que están ha miles de años de luz pero esas ondas al llegar a la tierra van perdiendo fuerza de hay que sean tan difíciles detectarlas ? Es así o me equivoco.

Según he leído

Lo más importante, dice, es que este tipo de instrumentos pueden por fin demostrar que hay fenómenos que se escapan a las leyes relativistas descubiertas por Einstein hace un siglo, lo que supondría un hallazgo capaz de hacer sombra al del genio alemán.

Acaban de decir también que es posible pero todavía no se ha confirmado de que se haya detectado una tercera señal.

¿UNA TERCERA SEÑAL?
LIGO puede haber captado una tercera señal de ondas gravitacionales, pero aún no está confirmada y posiblemente no puedan lograrlo, según explicó Fulvio Ricci, científico de Virgo, durante la rueda de prensa de hoy. El experimento está actualmente parado para mejoras y volverá a funcionar en otoño. A finales de año se le sumará Virgo, el gran detector de ondas gravitacionales europeo. A partir de entonces se espera captar fusiones de forma periódica e ir construyendo un mapa de la ubicación y frecuencia de estos fenómenos y otros incluso más difíciles de captar, como la fusión de dos estrellas de neutrones.

Durante la rueda de prensa de hoy, uno de los responsables de LIGO dijo que se espera que en una década haya hasta cinco observatorios de ondas gravitacionales funcionando en todo el mundo, lo que permitirá tener una resolución mucho mayor. Además de Virgo y LIGO, se espera que antes de 2024 comiencen a funcionar el Kagra, en Japón, y un clon del LIGO en India. "La era de la astronomía de ondas gravitacionales ha empezado", ha señalado David Reitze.

[programatrix]

Orubatosu, ¿Que conocimientos tienes de física?, la verdad es que los aspectos más tecnicos de ciertos descubrimientos no lo sigo, pues no es mi campo de trabajo, pero veo que tu los sigues al dedillo jajaja

De cuanta más formas, lugares, momentos sea detectado un evento mejor, más facil será estudiarlo, más allá de que teóricamente sabemos que debe estar ahí.

Y muy importante, hace 100 años pensábamos que el conocimiento de ciertas partículas, propiedades físicas de la matería, teoría de la relatividad, etc..., eran cosas sin sentido en la época sin aplicación, hoy tenemos centrales nucleares, todo tipo de aparatos electrónicos, GPS, curación del cáncer por radioterapia, etc...

Desconozco el partido que se le puede sacar a las ondas gravitacionales, pero quizás no en una o dos generaciones, pero para dentro de muchas sea algo fundamental.Todo lo que sepamos como humanidad bueno es, como lo usemos es otro tema despues.

[Orubatosu]

Na, mero aficionado.

A ver El_Andaluz. Un poco de teoría.

Un detector de ondas gravitacionales consiste básicamente en una "X" donde mides con una precisión enorme la distancia entre los extremos de esa "X". Cuando digo precisión... quiero decir con una precisión menor la 10 ^-19 metros. 10.000 veces mas pequeño que el diámetro de un proton.

Cuando una onda atraviesa el detector, la distancia entre los brazos varía porque el mismo espacio donde está el detector cámbia. Es decir, el espacio que hay entre los extremos deja de ser el mismo porque esa onda deforma el mismo espacio sobre el que están. Imaginalo en cierto modo como si tuvieras un sismógrafo y detectas un temblor (en realidad es un temblor, pero en el mismo espacio, no en un objeto dentro de ese espacio, sino en el propio espacio).

Con una medición puedes tener la magnitud del temblor, y con el acortamiento de los brazos una dirección general. Con dos lecturas, y sabiendo la diferencia de tiempo que transcurre entre ambas mediciones acotas mejor la dirección. Cuantos mas detectores uses podrás refinar la dirección y distancia con mas precisión.

Las señales se hacen mas débiles con la distancia, eso es obvio. Simplemente la fuerza de la onda cada vez está distribuida en un espacio mayor. Piensa en ello como cuando tiras una piedra a una piscina. La onda se aleja del punto donde cae la piedra y cada vez la onda es mas baja porque su fuerza se distribuye en un área mayor.

Lo cual es una suerte.... una onda gravitatoria de esa magnitud a una distancia "pequeña" como por ejemplo la que hay de la tierra al sol posiblemente convertiría nuestro planeta en gravilla.

Sobre si es dificil... pues mira, detectar cambios en la distancia entre dos puntos en un factor tan tremendamente pequeño y aislar los externos es todo un reto de ingeniería. Pero como todo, lo dificil es hacerlo la primera vez. Una vez que sabes como hacerlo y dominas la técnica, el resto es reproducir lo mismo.

[AlbertoBSD]

 

Valla que ver estas noticias me gusta, albert einstein lo predijo y ahora se continúan comprobando sus teorías xD..

Ya antes me había imaginado la fusión de agujeros negros, pero ahora poder detectarlos wow

Saludos!

[Orubatosu]

Y el mes que viene JUNO... eso si que va a ser la bomba

https://www.missionjuno.swri.edu/

16 días para que llegue