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La cazadora de ondas gravitacionales


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Por sus hallazgos, ingresará a la Academia de Ciencias de EE.UU. en 2018

La cazadora de ondas gravitacionales

La prestigiosa física Gabriela González cuenta qué son las “olas del universo”, anticipadas por Albert Einstein en 1915 y que prevén un mapa de descubrimientos astronómicos sin precedentes. Además, opina sobre el retroceso del sistema científico local, un espacio recortado que “no brinda posibilidades”.

Por Pablo Esteban

Imagen: Télam

Gabriela González fue portavoz y coordinó durante seis años un equipo de mil especialistas, que trabajó en las detecciones de ondas gravitacionales efectuadas desde el proyecto LIGO (Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser, por sus siglas en inglés). Egresada de la Universidad Nacional de Córdoba y actual profesora en el departamento de física y astronomía de la Universidad de Louisiana, fue reconocida en 2016 como una de los diez científicos más destacados del mundo por la revista académica Nature. Además, a partir de 2018 formará parte de la Academia de Ciencias de Estados Unidos, institución de máximo prestigio internacional a la que recientemente ingresó el bioquímico –también cordobés– Gabriel Rabinovich. 

–Para comprender qué son las ondas gravitacionales es necesario regresar en el tiempo unos 100 años, cuando Einstein desarrollaba la Teoría de la Relatividad General.

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–La teoría por la que Albert Einstein se hizo más famoso –que no es la misma por la que recibió el Premio Nobel– es la Teoría de la Relatividad General, que explica el funcionamiento de la gravedad. Argumenta que las masas no se atraen por intermedio fuerzas instantáneas (señalado en la histórica explicación de Newton) sino porque todos formamos parte de una “tela” a la que denominamos espacio-tiempo. Se trata de una especie de “grilla” tridimensional –el espacio– que comprende distancias, que en cada uno de sus puntos posee un “reloj” –tiempo–. Esa tela se deforma con las masas, de manera que no es una grilla totalmente rígida. 

–Esas deformaciones a las que ustedes refieren como “arrugas”…

–Sí, las otras masas advierten esta curvatura de espacio-tiempo y continúan su rumbo por vías más sencillas. Ello explica, por ejemplo, que la Tierra gire en torno al Sol así como la desviación de la órbita de Mercurio. En efecto, con esta nueva explicación sobre la gravedad, la curvatura del espacio-tiempo hace que las masas se muevan según esa curvatura. Se trata de ondas gravitacionales que llevan energía hacia el resto del universo. Es como cuando se arroja una piedra a una laguna y se observa que las ondas se esparcen por el medio. 

–Algo así propuso Einstein en 1915.

–Sí, y como si fuera poco, al año siguiente publicó un artículo prediciendo los efectos de las ondas gravitacionales, con un cálculo en que la energía emitida era tan pequeña que todos pensaban que nunca iba a llegar a medirse. Se encontraba en la búsqueda de un efecto que pudiera calcularse y que de esta manera lograra comprobar su teoría. 

–¿Tuvieron que pasar 100 años para que pudiera ser comprobado por su equipo? 

–En realidad, se desarrollaron muchísimas discusiones. En los sesenta, un profesor de la Universidad de Maryland (EEUU) diseñó un artefacto para medirlas mediante barras de aluminio que pesaban una tonelada y vibraban ante el pasaje de ondas. Como afirmó que las había percibido, muchos concluyeron que en definitiva podían medirse y se construyeron, aunque sin demasiada suerte, muchos detectores. En los setenta, comenzaron las mediciones de distancia con láseres a través de interferómetros: instrumentos ópticos que emplean la interferencia de las ondas de luz para medir con gran precisión longitudes de onda de la misma luz. Por aquella época, se descubrió un sistema binario de estrellas de neutrones en nuestra galaxia. De hecho, un grupo de científicos logró demostrar de qué manera sus órbitas decaían ya que se estaban acercando por la emisión de ondas gravitacionales, exactamente como lo predecía Einstein.    

–Así que por aquella época ya existía una prueba rotunda de su existencia.

–Sí. Russell Hulse y Joseph Taylor recibieron el Premio Nobel en 1993 por este trabajo. Así que en realidad nadie dudaba de la existencia de las ondas.

–Entonces, ¿por qué son tan importantes sus investigaciones desde el proyecto LIGO?

–Porque era necesario comprobar esa predicción de una manera más acabada, a través de observaciones directas. Nuestro objetivo no es solo medir ondas gravitacionales sino también utilizarlas para hacer astronomía. Nos permiten abrir una cantidad inmensa de nuevos interrogantes y nuevas respuestas.

–Por ello es que las detecciones anticipan “un mundo astronómico totalmente distinto”...

–Precisamente, las ondas gravitacionales constituyen un efecto totalmente distinto, pues se producen por toda la masa en movimiento. En efecto, algunos fenómenos que no emiten luz –y no emiten ondas electromagnéticas– pueden generar ondas gravitacionales como los agujeros negros. Nos gusta pensar que los observatorios de ondas gravitacionales complementan a los de ondas electromagnéticas, así como el oído actúa respecto a los ojos. 

–Ya que mencionó a los sentidos, ahora es posible “oír el universo”.

–El espectro de frecuencia de nuestros detectores es muy similar a los niveles alcanzados por los oídos humanos. Si ubicamos estas señales en un parlante podemos escucharlas porque pueden convertirse en ondas de sonido. De esta manera, es posible escuchar al universo. 

–¿Cómo marcha el registro de detecciones?

–Operamos dos observatorios en EE.UU., pero también contamos con otros instrumentos alrededor del mundo con los que colaboramos (Italia). Entre septiembre de 2015 y enero de 2016 tuvimos el primer proceso de análisis de datos, y la realidad es que no esperábamos contar con las primeras detecciones, porque los detectores aún no funcionan con la sensibilidad que buscamos. Tienen un potencial que les permitiría ser entre dos y tres veces más precisos de lo que son ahora. Entre septiembre y diciembre pudimos comprobar que existen muchos más agujeros negros de los pensados y realizamos dos detecciones de ondas. Luego, a fines de 2016 comenzamos a tomar datos nuevamente que nos permitieron afirmar la existencia de una nueva onda gravitacional, localizada el 4 de enero de 2017 .En la actualidad, seguimos analizando datos y buscamos mejorar la sensibilidad de los instrumentos. El objetivo, entonces, no será observar agujeros negros sino también estrellas de neutrones, presentes en galaxias más lejanas. Sería un fenómeno inigualable poder observar alguna de estas colisiones que originan el nacimiento de agujeros negros. 

–¿Cómo fue cursar física en los ochenta?

–Fue muy fuerte, tanto desde lo intelectual como desde lo emocional. En la Universidad Nacional de Córdoba logré aprender que había más preguntas que respuestas, de hecho, eso fue lo que después me empujó a querer investigar. Y, por otra parte, ingresé en plena reapertura democrática, con un movimiento estudiantil que se reorganizaba para tomar vigor de nuevo. Me apasionaba involucrarme, tanto que fui presidenta de un centro de estudiantes. 

–¿De qué manera una joven curiosa y militante, un día, se convirtió en una de las científicas más importantes del mundo?

–Nunca hice las cosas de manera planeada. Cuando me recibí, me enamoré de otro físico –Jorge Pullin– con quien finalmente me casé. Ambos estudiábamos Teoría de la Relatividad y en 1989 continuamos nuestras investigaciones en la Universidad de Siracusa en EEUU. La verdad es que el primer año de estadía me costó muchísimo: por el idioma, las amistades, la comida, la cultura. Luego me acostumbré y conocí a personas fantásticas de todo el mundo. 

–¿Y las ondas gravitacionales? ¿Cuándo llegan?

–Por aquella época armé un proyecto de verano y me introduje de lleno en el campo de la física experimental. Así el espacio-tiempo, que desde mi perspectiva siempre había sido una expresión matemática bellísima, pronto se transformaba en algo a lo que era posible acceder.

–Hasta marzo pasado, coordinaba el proyecto LIGO en el que participan más de mil científicos que provienen de todas partes del mundo. ¿Cómo se hace?

–Constituimos una organización “exótica” en el campo de la ciencia porque es democrática y los participantes votan por su vocero. Es un trabajo que toma muchísimo tiempo, tenemos un equipo de más de mil personas que provienen de 15 países distintos, aunque la mitad son de EEUU. Cada grupo realiza un aporte intelectual novedoso y potenciamos la colaboración. 

–Al ingresar a la Academia de Ciencias de Estados Unidos forma parte de un grupo selecto. ¿Qué se siente en este reconocimiento? 

–Me honra muchísimo, se trata de una institución con historia a la que el Gobierno estadounidense observa con respeto. Por ello, conserva bastante influencia en la producción de informes y artículos sobre temas científicos. Este es un reconocimiento, a través mío, al trabajo colectivo de toda la gente que participó en la detección.

–¿Cómo analiza las brechas de género en el campo científico? 

–En los últimos 50 años, el número de mujeres ha aumentado, sin embargo, hay tres áreas en que este cambio se ha resistido y apenas roza el 20 por ciento del total de los científicos: Física, Ciencias de la Computación e Ingeniería. La ciencia está hecha por humanos, es social y, en efecto, siempre existen posibilidades de discriminación. En física, el estereotipo es el del genio, una etiqueta que hace muchísimo daño y que además no concuerda con la realidad. No hace falta ser un iluminado sino dedicar muchas horas de trabajo y esfuerzo. Los científicos somos personas que trabajamos duro, como cualquier otro profesional.

–En Argentina, los investigadores afrontan serios problemas y desde el Conicet se afirma una “grave crisis presupuestaria”. ¿Cómo cree que se hace ciencia en el país? 

–En Argentina, la ciencia ha progresado muchísimo, sobre todo durante las últimas décadas. A la distancia, me había entusiasmado al observar cómo se desarrollaban planes de largo plazo. La planificación en ciencia y educación resulta fundamental, por ello, siempre fue tan importante la mantención de cierta continuidad porque los cambios drásticos son nocivos. Me entristeció el conflicto con los investigadores de Conicet y, en general, los ajustes presupuestarios en ciencia,sobre todo por la falta de diálogo. Además, es deprimente pensar –por ejemplo– en las chicas que actualmente cursan el colegio secundario: ¿quién se arriesgará a ser científica tras observar las condiciones de un sistema local que no brinda posibilidades?

poesteban@gmail.com

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Tuve oportunidad de escuchar una disertación de la Dra. Gabriela González en Montevideo. Fue una charla de divulgación para jóvenes pre-universitarios por lo que los conceptos que manejó fueron básicos. Valió la pena por su discurso motivacional hacia los jóvenes para que se animen a hacer ciencia. En países donde la economia se basa en lucrar con el porotito de soja y destripar reses, personas como Gabriela González mantienen viva la esperanza de que podamos lograr cosas importantes. Mi reconocimiento y admiración.

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Invitado
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  • ¿Cómo elegir un telescopio?

     

    Los telescopios vienen en muchas formas y tamaños, y cada tipo tiene sus propias fortalezas y debilidades. El primer paso para decidir qué telescopio comprar es saber para qué lo desea utilizar. Estas son las formas de usar un telescopio:

     

    Astronomía visual: el proceso de mirar a través de un ocular conectado a un telescopio para ver objetos distantes.
    Astrofotografía: la práctica de usar una cámara conectada a un telescopio o lente para fotografiar objetos en el espacio exterior.
    Ambos: si desea utilizar un telescopio tanto para imágenes como para imágenes, ¡también está bien!

     

    Solo sepa que los telescopios que pueden hacer ambas cosas bien generalmente cuestan más.
    Para la astronomía visual, especialmente los telescopios para principiantes, la mayoría de los telescopios ya vienen como un paquete completo. Eso significa que el telescopio estará listo para usar e incluye el telescopio, la montura y cualquier otra cosa que necesite para comenzar, como oculares y otros accesorios. Para hacer astrofotografía que no sea con un teléfono inteligente, los componentes generalmente se venden por separado para permitir un enfoque más personalizado. Esto significa que si está interesado en obtener imágenes más allá de solo con un teléfono inteligente, generalmente deberá comprar el telescopio, la montura y la cámara por separado.

     

    El segundo paso para decidir qué telescopio comprar es tener una idea de lo que principalmente desea observar o fotografiar. Si puede reducirlo entre uno u otro, hará que su decisión sea mucho más fácil. Por supuesto, un telescopio se puede usar para otros fines, como la visualización terrestre (durante el día), pero es importante decidir primero cómo lo usará por la noche:

     

    Objetos planetarios / del sistema solar: esto incluye los planetas, la Luna y el Sol.
    Objetos del cielo profundo: esto incluye galaxias, nebulosas, cúmulos de estrellas y cualquier otra cosa más allá de nuestro sistema solar.0

     

    Tanto espacio profundo como Planetaria: hay un grupo selecto de telescopios que son excelentes tanto para cielo profundo como planetario, especialmente para astrofotografía, pero generalmente cuestan más.
    El tercer y último paso para decidir qué telescopio comprar es incorporar su presupuesto, qué tan portátil es la configuración que desea y su nivel de habilidad en su decisión. 

     

    Recomendamos leer ¿Cómo elegir un telescopio?

     

    Introducción a las monturas de telescopios

    Aunque la mayoría de los telescopios para principiantes ya vienen con algún tipo de montura incluida, comprar una montura por separado puede abrir muchas puertas para más posibilidades de observación o imágenes. Para los observadores visuales, un montaje de altitud-azimut es el camino a seguir. Para los astrofotógrafos que realizan imágenes de cielo profundo, una montura ecuatorial producirá los mejores resultados. Las monturas híbridas combinan lo mejor de ambos mundos a un precio más alto, y los rastreadores de estrellas son como mini monturas ecuatoriales para el creador de imágenes que viaja o para el principiante.

     

    Para astrofotografía, especialmente para imágenes de cielo profundo, la montura es posiblemente el componente más importante de cualquier configuración. Sí, lo has leído bien, ¡incluso más importante que el telescopio o la cámara! La razón de esto es que es solo la montura la que determina la precisión con la que su cámara y telescopio pueden rastrear el cielo y, por lo tanto, cuánto tiempo puede exponer sin experimentar rastros de estrellas. Recoger la mayor cantidad de luz posible es fundamental en la astrofotografía de cielo profundo, y sin una montura ecuatorial de calidad, estará limitado en la cantidad de luz que puede recolectar en cada exposición. Por esta razón, además de la cámara y el telescopio, recomendamos gastar alrededor de la mitad de su presupuesto total en la montura para obtener imágenes de cielo profundo.

     

    Otra consideración importante para la obtención de imágenes de cielo profundo con una montura ecuatorial es la capacidad de carga útil. La capacidad de carga útil, que es la cantidad de peso que puede soportar la montura (excluidos los contrapesos), es la especificación más importante para cualquier montura ecuatorial. 

     

    Para los observadores visuales que tienen un telescopio pero no una montura, las monturas independientes de altitud-azimut son una excelente opción. Muchos de estos vienen con la misma capacidad computarizada que tienen la mayoría de las monturas ecuatoriales. Después de un proceso de alineación simple, esta capacidad de acceso computarizado permite que la montura no solo encuentre y apunte a los objetos automáticamente, sino que los rastree y los mantenga centrados a través del ocular. Para los observadores binoculares, un trípode con un cabezal de altitud-azimut hace que la experiencia sea simple y agradable, y los montajes estilo paralelogramo mejoran esto al permitir ángulos de visión aún más cómodos.

    Ya sea que solo esté esperando agregar la capacidad de seguimiento y acceso a su telescopio visual existente o si tiene la mira puesta en fotografiar galaxias y nebulosas débiles, ofrecemos una amplia variedad de soportes para cualquier necesidad. 

     

    Ver todas las monturas

     

    Introducción a las cámaras para astronomía

    Como ocurre con la mayoría de los equipos de astronomía, no existe una cámara de "talla única" que sea la mejor en todo. Si espera obtener imágenes de objetos del espacio profundo, una cámara de astronomía refrigerada es el camino a seguir. Si espera obtener imágenes de los planetas, la luna, el sol u otros objetos del sistema solar, una cámara de alta velocidad de fotogramas hará maravillas por usted. Comprender la diferencia entre estos diferentes tipos de cámaras y sus especificaciones lo ayudará a decidir cuál es su próxima cámara para astronomía.

     

    Para obtener imágenes de cielo profundo, se trata de maximizar la cantidad de luz que puede recolectar y lo limpia que es la imagen. Cuando se toman imágenes de objetos del cielo profundo, es mejor utilizar una cámara refrigerada, que puede evitar el ruido durante exposiciones prolongadas. Las cámaras con mayor eficiencia cuántica, tamaños de píxeles más grandes, mayor capacidad de pozo completo (full well) y menor ruido de lectura, entre otras especificaciones, producirán imágenes más limpias. Haga clic aquí para ver nuestras recomendaciones sobre las mejores cámaras de imágenes de cielo profundo para principiantes.

     

    Para las imágenes planetarias, se trata de maximizar la cantidad de detalles en los planetas y otros objetos del sistema solar, que generalmente son increíblemente pequeños. Los planetas son tan pequeños que no solo requieren un telescopio de larga distancia focal, sino que las turbulencias en la atmósfera pueden tener un gran efecto en el nivel de detalle de la imagen. Para imágenes planetarias, un sensor pequeño y una cámara de alta velocidad de fotogramas es su mejor amigo. Haga clic aquí para ver nuestras recomendaciones sobre las mejores cámaras planetarias, lunares y solares.

     

     

  • Astronomia Definición

    La astronomía es la ciencia que estudia los cuerpos celestes del universo, incluidos las estrellas, los planetas, sus satélites naturales, los asteroides, cometas y meteoroides, la materia interestelar, las nebulosas, la materia oscura, las galaxias y demás; por lo que también estudia los fenómenos astronómicos ligados a ellos, como las supernovas, los cuásares, los púlsares, la radiación cósmica de fondo, los agujeros negros, entre otros, así como las leyes naturales que las rigen. La astronomía, asimismo, abarca el estudio del origen, desarrollo y destino final del Universo en su conjunto mediante la cosmología, y se relaciona con la física a través de la astrofísica, la química con la astroquímica y la biología con la astrobiología.

     

    Su registro y la investigación de su origen viene a partir de la información que llega de ellos a través de la radiación electromagnética o de cualquier otro medio. La mayoría de la información usada por los astrónomos es recogida por la observación remota, aunque se ha conseguido reproducir, en algunos casos, en laboratorio, la ejecución de fenómenos celestes, como, por ejemplo, la química molecular del medio interestelar. Es una de las pocas ciencias en las que los aficionados aún pueden desempeñar un papel activo, especialmente sobre el descubrimiento y seguimiento de fenómenos como curvas de luz de estrellas variables, descubrimiento de asteroides y cometas, etc.

    La astronomía ha estado ligada al ser humano desde la antigüedad y todas las civilizaciones han tenido contacto con esta ciencia. Personajes como Aristóteles, Tales de Mileto, Anaxágoras, Aristarco de Samos, Hiparco de Nicea, Claudio Ptolomeo, Hipatia de Alejandría, Nicolás Copérnico, Tycho Brahe, Johannes Kepler, Galileo Galilei, Christiaan Huygens o Edmund Halley han sido algunos de sus cultivadores. La metodología científica de este campo empezó a desarrollarse a mediados del siglo XVII. Un factor clave fue la introducción del telescopio por Galileo Galilei, que permitió examinar el cielo de la noche más detalladamente. El tratamiento matemático de la Astronomía comenzó con el desarrollo de la mecánica celeste y con las leyes de gravitación por Isaac Newton, aunque ya había sido puesto en marcha por el trabajo anterior de astrónomos como Johannes Kepler. Hacia el siglo XIX, la Astronomía se había desarrollado como una ciencia formal, con la introducción de instrumentos tales como el espectroscopio y la fotografía, que permitieron la continua mejora de telescopios y la creación de observatorios profesionales.

     

    La palabra astronomía proviene del latín astrŏnŏmĭa /astronomía/ y esta del griego ἀστρονομία /astronomía/. Está compuesta por las palabras άστρον /ástron/ 'estrellas', que a su vez viene de ἀστῆρ /astḗr/ 'estrella', 'constelación', y νόμος /nómos/ 'regla', 'norma', 'orden'.

    El lexema ἀστῆρ /astḗr/ está vinculado con las raíces protoindoeuropeas *ster~/*~stel (sust.) 'estrella' presente en la palabra castiza «estrella» que llega desde la latina «stella». También puede vérsele en: astrología, asteroide, asterisco, desastre, desastroso y muchas otras.

    El lexema ~νομία /nomíā/ 'regulación', 'legislación'; viene de νέμω /némoo/ 'contar', 'asignar', 'tomar', 'distribuir', 'repartir según las normas' y está vinculado a la raíz indoeuropea *nem~ 'contar', 'asignar', 'tomar', distribuir'; más el lexema ~ία /~íā/ 'acción', 'cualidad'. Puede vérsela en: dasonomía, macrotaxonomía, tafonomía y taxonomía.

    Etimológicamente hablando la astronomía es la ciencia que trata de la magnitud, medida y movimiento de los cuerpos celestes.

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