Publicado 18/10/2021 17:45CET

Ondas gravitacionales en nanohercios ilustrarán el cosmos primario

La impresión de un artista de las burbujas en colisión que pueden producir ondas gravitacionales de frecuencia extremadamente baja durante una transición de fase cosmológica en el Universo temprano.
La impresión de un artista de las burbujas en colisión que pueden producir ondas gravitacionales de frecuencia extremadamente baja durante una transición de fase cosmológica en el Universo temprano. - RICCARDO BUSCICCHIO

   MADRID, 18 Oct. (EUROPA PRESS) -

   Nuevos métodos de detección de ondas gravitacionales de muy baja frecuencia pueden combinarse con otras mediciones menos sensibles para obtener nuevos datos del desarrollo temprano del cosmos.

   Así lo aseguran investigadores de la Universidad de Birmingham, en Reino Unido, en un estudio publicado en la revista 'Nature Astronomy'.

   Las ondas gravitacionales (ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo de Einstein) que atraviesan el universo a la velocidad de la luz tienen todo tipo de longitudes de onda o frecuencias. Los científicos aún no han conseguido detectar las ondas gravitacionales a frecuencias extremadamente bajas de nanohercios, pero se espera que los nuevos métodos que se están explorando confirmen muy pronto las primeras señales de baja frecuencia.

   El método principal utiliza radiotelescopios para detectar las ondas gravitacionales mediante púlsares, estrellas exóticas y muertas que emiten pulsos de ondas de radio con una regularidad extraordinaria.

   Los investigadores de la colaboración NANOGrav, por ejemplo, utilizan los púlsares para cronometrar con exquisita precisión los períodos de rotación de una red, o conjunto, de púlsares de milisegundos -la mejor aproximación de los astrónomos a una red de relojes perfectos- repartidos por toda nuestra galaxia. Estos púlsares pueden utilizarse para medir los cambios fraccionarios causados por las ondas gravitacionales a medida que se propagan por el universo.

   Sin embargo, aún no se ha determinado qué es lo que produce estas señales. Los científicos del Instituto de Astronomía de Ondas Gravitacionales de la Universidad de Birmingham sostienen que será muy difícil dar una respuesta utilizando únicamente los datos de las matrices de temporización de púlsares (PTA).

   En cambio, sugieren que la combinación de estos nuevos datos con las observaciones realizadas por otros proyectos, como la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, ayudará a desentrañar e interpretar las diferentes señales que aún perduran de los primeros períodos de nuestro universo.

   La principal teoría sobre las ondas gravitacionales de frecuencia ultrabaja es que están causadas por una población de agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias en fusión. Cuando las galaxias se fusionan, sus agujeros negros centrales se emparejan, formando binarios y generando ondas gravitacionales. En este caso, la detección de ondas gravitacionales por parte de la PTA ofrecería nuevas e interesantes formas de estudiar la astrofísica del ensamblaje y el crecimiento de las galaxias.

   Pero también hay otras posibilidades, según apuntan. Las ondas gravitacionales en nanohercios podrían contar la historia de nuestro universo naciente, mucho antes de que se formen las galaxias y los agujeros negros.

   De hecho, se ha sugerido que las señales de ondas gravitacionales de frecuencia extremadamente baja podrían generarse poco después del Big Bang por otros procesos; por ejemplo, si el Universo experimentó lo que los físicos denominan una transición de fase a la temperatura correcta.

   El autor principal, el doctor Christopher Moore, explica que "los primeros indicios tentativos de una señal de ondas gravitacionales utilizando matrices de cronometraje de púlsares podrían haber sido vistos recientemente por NANOGrav y esperamos que los próximos años sean una edad de oro para este tipo de ciencia".

   "La variedad de explicaciones para estas señales es emocionante, pero también un laberinto --reconoce--. Necesitamos una forma de diferenciar las distintas fuentes posibles. Actualmente, esto es extremadamente difícil de hacer sólo con los datos de la matriz de temporización de púlsares".

   Por su parte, el profesor Alberto Vecchio, coautor del estudio, afirma que "los conjuntos de cronometraje de púlsares pueden ofrecer una visión sin precedentes de los antiguos procesos cosmológicos. El desarrollo de métodos sofisticados para interpretar estos datos nos permitirá empezar a comprender realmente cómo se formó y tomó forma nuestro universo", asegura.