¡Se notan, se sienten, las ondas gravitatorias están presentes! Seminario Junior IGM 16-03-2016 J. Díaz, J. Margalef, M. Ruiz.

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1 ¡Se notan, se sienten, las ondas gravitatorias están presentes! Seminario Junior IGM 16-03-2016 J. Díaz, J. Margalef, M. Ruiz

2 Ondas Propagación de una perturbación de cierta propiedad definida en el espacio. 2

3 Ondas 3

4 4

5 5

6 Ondas - Definición formal 6 ¡Son ecuaciones lineales!

7 Ondas - Definición formal 7 ¡Son ecuaciones lineales!

8 Ondas Electromagnéticas Y Dios dijo......y la luz se hizo. 8

9 ¿Ondas de gravedad? Gravedad Newtoniana: Fuerza instantánea de alcance infinito 9 Relatividad Especial: Ninguna señal puede propagarse más rápido que la luz

10 ¿Ondas de gravedad? Velocidad finita implica la idea de “propagación” 10

11 ¿Y qué es lo que “oscila”? En las “ondas” de un estanque En las ondas electromagnéticas En las ondas gravitatorias 11 Preguntamos a nuestra teoría de gravedad: Relatividad General “Oscila el agua” Oscila el “campo electromagnético” ¿Qué es lo que “se mueve”?

12 Einstein: Masas “deforman” el espaciotiempo Planetas: no fuerza centrípeta, sino movimiento “inercial” en espacio curvo. Relatividad General sin Fórmulas (...o casi) Gravedad: Fuerza de atracción entre masas. 12 La presencia de masa (o energía) deforma la “geometría” del espacio-tiempo. ¿y eso “qué é lo que é”? Espacio-tiempo es el “escenario” donde suceden los eventos del universo. La geometría nos dice cómo medir distancias y ángulos en ese escenario. trayectorias “naturales” se modifican.

13 Relatividad General sin Fórmulas (...o casi) 13

14 Las propiedades “dinámicas” de la materia y energía codificadas en otra matriz llamada tensor de energía-momento. Las ecuaciones de Einstein relacionan estos dos objetos: (RG con fórmula) Relatividad General sin Fórmulas (...o casi) Propiedades geométricas del espacio tiempo codificadas en una matriz que llamamos “métrica”. 14 La geometría le dice a la materia cómo moverse. La materia le dice a la geometría cómo “deformarse”.

15 Aproximación lineal (pequeñas perturbaciones): Las ecuaciones de Einstein para (con fija) implican... Volviendo a las ondas Cuando el espaciotiempo está “relajado”: geometría plana (Minkowski) 15 ¡¡Ecuación de ondas!!

16 En Relatividad General, el “campo” es el propio espacio-tiempo. Luz: perturbaciones del campo EM que se retroalimentan y propagan en vacío a velocidad. Ondas gravitatorias: perturbaciones del espacio-tiempo que se retroalimentan y propagan en vacío a velocidad. Entonces, ¿qué es lo que “oscila? Ondas gravitatorias: Propagación de perturbaciones en la geometría del espacio tiempo (distancias y ángulos). 16

17 ¿Cómo se deforma el espacio-tiempo? Al paso de una onda gravitacional, las distancias se alargan en una dirección y acortan en la perpendicular (alternativamente): 17

18 Años 70... Arecibo, Puerto Rico 18 Rusell A. Hulse (1950-) Joseph H. Taylor Jr. (1941-)

19 Púlsar Estrella de neutrones Gira sobre sí misma Emite radiofrecuencia 19

20 PSR1913+16 20

21 Primera evidencia de Ondas Gravitatorias ¡El periodo de rotación está decreciendo, de acuerdo con la emisión de ondas gravitatorias! 21 Taylor y Weisberg

22 ...1993 Premio Nobel (Hulse y Taylor) 22

23 LIGO: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory 23

24 24 LIGO: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory

25 25 LIGO: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory

26 26 LIGO: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory

27 27 GW150914

28 28...milésima parte de un protón GW150914 Agujeros negros binarios

29 ¿De dónde venían? 29 Hemisferio sur

30 Futuro de la observación de OG 30 Advanced LIGOLaser Interferometer Space Antenna Estudio de púlsares

31 ¡Muchas gracias!