Pensando En Grande
Los bosques han sido escenarios de magnificas historias, hábitat natural de sueños, magia, duendes, hadas; lugares donde transcurrían los cuentos cotidianos de nuestra niñez, escenarios de históricas batallas, hogar de héroes y cuna de asombrosas civilizaciones.
Hoy en día, los sueños han renacido en uno de estos recintos naturales: el bosque de Livingston. Cerca de la capital del estado de Louisiana, al sureste de los Estados Unidos, en una de las zonas más olvidadas de ésta nación, se encuentra uno de los observatorios astronómicos más peculiares del planeta; este lugar podría llevar acabo un gran descubrimiento en la física, con el cual se marcaría el comienzo de una nueva era en la astronomía, y que nos daría una visión mas completa (o quizá mas compleja) de nuestro universo.
En este observatorio no encontraremos aquellos gigantescos telescopios: aquella vieja imagen que teníamos de la astronomía y de sus medios para observar el universo no estará presente en este cuento. En efecto, en medio del bosque Livingston se localiza una impresionante estructura de concreto, un edifico central del cual se desprenden dos largos túneles de cuatro kilómetros de longitud; estos brazos de gigante albergan poderosos láseres que viajan por enormes tubos al alto vacío, la luz de los láseres rebota continuamente en unos espejos localizados al final de estos túneles. Ésta es la imagen de los nuevos observatorios, sólo que en ellos no esperamos ver estrellas, ni galaxias, no esperamos recibir ondas de radio o rayos gama: en esta ocasión estamos en busca de algo más extraño.
El observatorio de Livingston forma parte del proyecto LIGO (Large Interferometric Gravitational-Wave Observatory). Este proyecto consta de dos observatorios gemelos; el segundo está ubicado en el noroeste de Estados Unidos, en Hanford, estado de Washington.
Hanford es conocido por ser cede del proyecto Manhattan: en los años 40, albergó los reactores nucleares que produjeron el plutonio para las primeras bombas atómicas. En esta ocasión será copartícipe, no de destrucción, sino de la creación de una nueva percepción de nuestro universo.
El proyecto LIGO está en busca de detectar ondas gravitacionales: ondas que se propagan de igual manera que las ondas de un estanque, pero son tan débiles que sus efectos son casi imperceptibles. Es por esto que se requieren construcciones colosales para facilitar su detección.
lunes, 27 de julio de 2009
Surfing In Space-Time (Parte V)
Barras Energeticas
Demostrar experimentalmente la existencia de ondas gravitacionales es realmente complicado, en la década de los 60, se demostró teóricamente que éstas tenían energía, por lo que su detección era posible pero no sencilla, los cálculos mostraban que la energía que poseían las ondas era insuficiente como para ser detectadas con la tecnología de esos tiempos.
A mediados de los 60, se intento detectar ondas gravitacionales; las ondas gravitacionales deforman el espacio-tiempo, por ejemplo, si una onda nos atravesara nos estiraría y después nos comprimiría en sentido vertical una y otra vez, notaríamos que nos hacemos flacos y altos y después chaparros y gordos, el problema radica en la magnitud del efecto, debido a la poca energía que poseen las ondas, la deformación que inducen en la materia es muy pequeña. Una onda gravitacional generada por una gran catástrofe astronómica (la explosión de una supernova, o el choque de dos agujeros negros, por ejemplo) provocaría cambios casi insignificantes, un objeto de un metro se alargaría apenas una millonésima parte del núcleo atómico. Medir cambios de longitudes tan pequeños es prácticamente imposible.
Joseph Weber fue un físico norteamericano, que pensaba que podía detectar ondas gravitacionales, la idea era amplificar el efecto que éstas producen, por medio de un fenómeno físico llamado “resonancia”: por ejemplo, cuando un cantante rompe con su voz una copa de vidrio es debido a éste fenómeno, los materiales tienen una frecuencia de oscilación natural, si repetidamente le aplicamos una fuerza precisamente con ésta frecuencia, la amplitud de sus oscilaciones aumentara. Weber construyo dos barras cilíndricas con una frecuencia de oscilación igual a la de las ondas gravitacionales, las coloco en lugares distintos, una en Chicago y la otra a las afueras de Washington D.C. de ésta manera si una onda gravitacional pasa por la Tierra ambas barras la detectarían.
En 1968 las barras detectaron algo simultáneamente, el siguiente año, Weber anuncio el descubrimiento, muchos científicos celebraron el hecho e inmediatamente se pusieron a comprobar el suceso por si mismos, incluso construyeron barras con mayor precisión, pero en ésta ocasión nadie detecto nada excepto Weber. Por ser un experimento no repetible no fue considero veraz, y a pesar de que Weber fue el pionero en los detectores de ondas, su figura fue opacada por éste suceso.
En la década de los 70, algunos científicos propusieron la construcción de interferómetros para medir cambios de tamaño en los objetos, éste aparato detecta interferencias, separando un has de luz, y reflejando los dos rayos separados en direcciones diferentes que al final inciden en un detector, si los dos rayos recorren la misma distancia, al incidir llegaran en fase y no existirá interferencia, si alguno de los dos recorridos es mayor, los rayos llegaran desfasados, y se podrá ver una interferencia, de ésta manera se podrían detectar cambios de tamaño inducidos por las ondas gravitacionales.
Demostrar experimentalmente la existencia de ondas gravitacionales es realmente complicado, en la década de los 60, se demostró teóricamente que éstas tenían energía, por lo que su detección era posible pero no sencilla, los cálculos mostraban que la energía que poseían las ondas era insuficiente como para ser detectadas con la tecnología de esos tiempos.
A mediados de los 60, se intento detectar ondas gravitacionales; las ondas gravitacionales deforman el espacio-tiempo, por ejemplo, si una onda nos atravesara nos estiraría y después nos comprimiría en sentido vertical una y otra vez, notaríamos que nos hacemos flacos y altos y después chaparros y gordos, el problema radica en la magnitud del efecto, debido a la poca energía que poseen las ondas, la deformación que inducen en la materia es muy pequeña. Una onda gravitacional generada por una gran catástrofe astronómica (la explosión de una supernova, o el choque de dos agujeros negros, por ejemplo) provocaría cambios casi insignificantes, un objeto de un metro se alargaría apenas una millonésima parte del núcleo atómico. Medir cambios de longitudes tan pequeños es prácticamente imposible.
Joseph Weber fue un físico norteamericano, que pensaba que podía detectar ondas gravitacionales, la idea era amplificar el efecto que éstas producen, por medio de un fenómeno físico llamado “resonancia”: por ejemplo, cuando un cantante rompe con su voz una copa de vidrio es debido a éste fenómeno, los materiales tienen una frecuencia de oscilación natural, si repetidamente le aplicamos una fuerza precisamente con ésta frecuencia, la amplitud de sus oscilaciones aumentara. Weber construyo dos barras cilíndricas con una frecuencia de oscilación igual a la de las ondas gravitacionales, las coloco en lugares distintos, una en Chicago y la otra a las afueras de Washington D.C. de ésta manera si una onda gravitacional pasa por la Tierra ambas barras la detectarían.
En 1968 las barras detectaron algo simultáneamente, el siguiente año, Weber anuncio el descubrimiento, muchos científicos celebraron el hecho e inmediatamente se pusieron a comprobar el suceso por si mismos, incluso construyeron barras con mayor precisión, pero en ésta ocasión nadie detecto nada excepto Weber. Por ser un experimento no repetible no fue considero veraz, y a pesar de que Weber fue el pionero en los detectores de ondas, su figura fue opacada por éste suceso.
En la década de los 70, algunos científicos propusieron la construcción de interferómetros para medir cambios de tamaño en los objetos, éste aparato detecta interferencias, separando un has de luz, y reflejando los dos rayos separados en direcciones diferentes que al final inciden en un detector, si los dos rayos recorren la misma distancia, al incidir llegaran en fase y no existirá interferencia, si alguno de los dos recorridos es mayor, los rayos llegaran desfasados, y se podrá ver una interferencia, de ésta manera se podrían detectar cambios de tamaño inducidos por las ondas gravitacionales.
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