Suena como el escenario de una broma: si las ondas de radio te dan un radar y el sonido te da un sonar, ¿qué te dan las ondas gravitacionales?

La respuesta podría ser "GRADAR", un "radar" de ondas gravitacionales, una posible tecnología futura que podría usar los reflejos de las ondas gravitacionales para mapear el universo invisible , dicen los investigadores en un artículo aceptado en Physical Review Letters. Al buscar estas señales, los científicos pueden encontrar materia oscura o estrellas exóticas tenues y aprender sobre sus entrañas profundas.

Los astrónomos usan de forma rutinaria ondas gravitacionales, ondas que viajan en la estructura del espacio y el tiempo, detectadas por primera vez en 2015 , para observar eventos cataclísmicos que son difíciles de estudiar solo con luz, como la fusión de dos agujeros negros ( SN: 2/11/ 2016 ).

Pero los físicos también conocen una propiedad aparentemente inútil de las ondas gravitacionales: pueden cambiar de rumbo. La teoría de la gravedad de Einstein dice que la materia deforma el espacio-tiempo, y cualquier onda que pase a través de estas distorsiones cambiará de rumbo. El resultado es que cuando algo emite ondas gravitatorias, parte de la señal llega directamente a la Tierra, pero algunas pueden llegar más tarde, como un eco, después de tomar caminos más largos que se curvan alrededor de una estrella o cualquier otra cosa pesada.

Los científicos siempre han pensado que estas señales posteriores, llamadas "destellos gravitacionales", deberían ser demasiado débiles para ser detectadas. Pero los físicos Craig Copi y Glenn Starkman de la Universidad Case Western Reserve en Cleveland, Ohio, dieron un salto: trabajando con la teoría de Einstein, calcularon qué tan fuerte sería la señal cuando las ondas se dispersan a través del campo gravitacional dentro de una estrella.

“Lo impactante es que parece obtener un resultado mucho mayor de lo que esperaba”, dice Copi. "Es algo que todavía estamos tratando de entender, de dónde viene, si es creíble, incluso, porque parece demasiado bueno para ser verdad".

Si los destellos gravitacionales pueden ser tan fuertes, los astrónomos posiblemente podrían usarlos para rastrear el interior de las estrellas, dice el equipo. Los investigadores podrían incluso buscar cuerpos masivos en el espacio que de otro modo serían imposibles de detectar, como globos de materia oscura o estrellas de neutrones solitarias al otro lado del universo observable.

“Esa sería una sonda muy emocionante”, dice Maya Fishbach, astrofísica de la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois, que no participó en el estudio.

Sin embargo, todavía hay razones para ser cautelosos. Si este fenómeno resiste un escrutinio más detallado, dice Fishbach, los científicos tendrían que entenderlo mejor antes de poder usarlo, y eso probablemente será difícil.

“Es un cálculo muy difícil”, dice Copi.

Pero desafíos similares se han superado antes. “Toda la historia de la detección de ondas gravitacionales ha sido así”, dice Fishbach. Fue una lucha hacer todos los cálculos necesarios para comprender sus medidas, dice, pero ahora el campo está despegando ( SN: 21/1/21) . “Este es el momento de ser realmente creativo con las ondas gravitacionales”.

CITAS

C. Copi y GD Starkman. Destello gravitacional: colas de ondas gravitacionales detectables de estrellas y objetos compactos . Cartas de revisión física . En prensa, 2022.

Por: Asa Stahl es la becaria AAAS Mass Media 2022 con  Science News . Es un doctorado en astrofísica de quinto año. estudiante de la Universidad de Rice, donde su investigación se centra en la detección y caracterización de estrellas y planet