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[Charone]

Hola a tod@s.

Estuve leyendo detenidamente uno de los Artículos de opinión que envió Hueznar el pasado 12/2005 sobre Ondas Gravitacionales.
Joseph Taylor (Nóbel de Física 1993) comenta en el artículo que hoy día existen posibilidades de detectar ondas gravitacionales procedentes de etapas muy primitivas del Universo, concretamente cuando estaban empezando a formarse estrellas y galaxias.
En mi opinión, esto es tremendamente interesante y me pregunto ¿cómo no se han detectado aún las ondas gravitacionales del Big Bang?

Imagino que en una Gran Explosión como la que dio origen a nuestro Universo se movilizarían tales cantidades de masa-energía que las ondas gravitacionales generadas no pueden pasar inadvertidas.

La detección de estas ondas sería el gran espaldarazo para que la Teoría del Big Bang adquiriera categoría de Ley Universal, ¿no creéis?
Desconozco porqué esto no ha ocurrido aún:
-¿Está nuestra tecnología a la altura…?
-¿Ha pasado tiempo suficiente desde entonces para que nos lleguen?
-¿Es el Big Bang un mito?
-¿He dicho alguna memez?
-Otras razones…

Vamos, comentad algo que el tema lo merece (creo) y además quiero aprender.

Saludos y gracias.

[alshain]

El problema de las ondas gravitacionales es que su amplitud es muy, muy pequeña y, por tanto, su efecto en la materia también lo es. Ondas procedentes de eventos astrofísicos de gran energía como supernovas provocan desviaciones del órden de 10^-16 metros para una separación de 10^3 metros. Por ejemplo un láser calibrado a una determinada posición que recorre 10^3 metros sólo se desvía 10^-16 metros. Medir esto es una tarea descomunal, debido a la sensibilidad necesaria y debido a los ruidos existentes como, por ejemplo, actividad sísmica.

No obstante, existen formas indirectas de detectarlas. Por ejemplo, es de esperar que las ondas gravitacionales transporten energía por lo que podrían tener efecto en órbitas de sistemas binarios relativistas. Esto de hecho de ha observado: Hulse y Taylor recibieron el premio Nóbel hace ya más de veinte años por la detección de la disminución del periodo orbital en un púlsar binario.

Existe también una forma de indirecta de detectar las ondas gravitacionales producidas durante la inflación unos instantes tras el big-bang. Estas ondas debieron haber provocado cierto tipo de inhomogeneidades en la sopa de fotones, bariones y materia oscura existente tras el big-bang. Este tipo de inhomogeneidades debió haber dado lugar a una forma especial de polarización del fondo cósmico de microondas. Sin embargo, este tipo de polarización no ha sido detectada aún. Todo esto es algo técnico, pero he escrito con más detalle sobre ello aquí.

Un saludo.
_________________
When one tugs at a single thing in nature, he finds it attached to the rest of the world. John Muir
http://lastmonolith.blogspot.com/
http://www.geocities.com/cosmologiacuantica

[Charone]

Muchas gracias, alshain, por tu respuesta y por el link.
Sobre el contenido del link he de reconocer que, para digerirlo, necesitaría tener algunos conocimientos de Cosmología… o de la disciplina relacionada con ello. Desgraciadamente no es mi caso.
Respecto a lo demás…., aún sigo con las interrogantes que planteé anteriormente.

Puedo entender que la cantidad de energía que se transforma en ondas gravitacionales, en casos de supernovas, etc. sea pequeña para que estas ondas puedan ser detectadas directamente por nuestros receptores actuales, pero me estoy refiriendo a un evento de colosal magnitud como el Big Bang donde se movilizó toda la masa del Universo y entiendo que la descomunal cantidad de energía producida generaría ondas gravitacionales de amplitud muy superior a la de todos los eventos productores de estas ondas que pudieran ocurrir en el Universo.
Ruego que si estoy diciendo barbaridades me lo hagáis saber.

Son muchos los fenómenos del U. que de acuerdo con la TGR pueden modificar la geometría del espacio-tiempo y ser teóricamente detectados por nuestra tecnología. Tengo entendido que, por ejemplo, la fusión de dos agujeros negros produciría una colisión tan espectacular que la energía producida generaría ondas gravitacionales que se detectarían directamente con interferómetros emplazados en la Tierra o en órbita (caso del futuro proyecto LISA).

Y bien….. ¿Es comparable la energía producida en la colisión de dos AN con la que debió originarse en el BB? o es que ¿fue este Gran Evento tan “exótico� que no produjo, en ese mismo instante, la suficiente energía capaz de generar ondas gravitacionales detectables?
Perdón por mi tozudez y por expresarme en lenguaje de calle, pero esto me lleva de nuevo a la pregunta:
¿Es el Big Bang un mito?

Saludos.

[alshain]

Si el fondo cósmico de ondas gravitacionales no se detectase no sería una prueba en contra del big-bang, sino en contra de la teoría inflacionaria, que las predice. La teoría del big-bang describe un universo en expansión que fue más caliente y denso en su pasado y se fundamenta en varias pruebas clásicas.

Por otro lado, esa idea que tienes de que el fondo cósmico de ondas gravitacionales es creado por toda la masa del universo no es del todo correcta. Esas ondas gravitacionales aparecen debido a inhomogeneidades en la densidad energética durante la inflación, que perturban la métrica de fondo del espacio-tiempo en expansión. Estas perturbaciones son tales que la métrica de fondo no es modificada. Son "perturbaciones", valga la redundancia, en el sentido que se le da a ese término en la física. Ten en cuenta que el universo es extremadamente homogeneo en sus inicios, incluso hasta la época de la formación del fondo cósmico de microondas unos 300.000 años tras el big-bang.

Esas perturbaciones de la métrica del espacio-tiempo pueden clasificarse en tres grupos. Las escalares, las vectoriales y las tensoriales. Las primeras son responsables de las inhomogeneidades en la densidad de la materia, que darán lugar luego a las estructuras materiales que conocemos a través del proceso de colapso gravitacional que las hace crecer. La desviación de estas inhomogeneidades sobre la densidad media del universo es del orden de 10^-5 hasta bien pasados esos 300.000 años tras el big-bang. Luego crecerán. Las segundas perturbaciones provocan efectos de gravitomagnetismo y no vienen a cuento. El tercer tipo de perturbaciones son creadas con menor intensidad y son responsables del fondo cósmico de ondas gravitacionales. No colapsan gravitacionalmente como la materia y su desviación actual sobre la densidad media del universo hoy es del orden de 10^-15.

Un saludo.
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When one tugs at a single thing in nature, he finds it attached to the rest of the world. John Muir
http://lastmonolith.blogspot.com/
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[Charone]

Una vez más agradezco tu esfuerzo, por mi parte intento hacer otro tanto, en la medida de mis posibilidades, informándome en fuentes diversas. El caso es que siento que estoy cada vez más lejos de entender el Modelo del BB.
En mi opinión, la teoría del origen del U. mayoritariamente aceptada es bastante difícil de digerir sin caer en el misticismo.

Respecto a las ondas gravitacionales, dices que “no son creadas por toda la masa del U, sino por las inhomogeneidades durante la inflación…�
A menudo me pregunto: ¿Por qué dentro del ámbito de la Física Teórica es tan frecuente la tendencia a presuponer lo que hay que demostrar?

Bueno, seguiré leyendo e informándome pues estoy viendo cómo diversos Modelos y Teorías aceptadas (casi como Leyes) han sido y son refutadas (o puestas en cuarentena) por científicos de reconocido prestigio, incluso por algún que otro Premio Nóbel, esto da pié a pensar si no es hora de hacer algunas revisiones profundas sobre ciertos conceptos acuñados durante el siglo pasado.

Saludos y gracias de nuevo.

[alshain]

[Charone]

Perdón si me extiendo un poco, reconozco que mi capacidad de síntesis deja bastante que desear.

Respecto a tu segundo comentario… hombre yo no digo que haya que caer necesariamente en el misticismo, sino que es difícil no hacerlo. Tómalo como una apreciación subjetiva, mucho más en mi caso pues con mis elementales conocimientos en este campo. me es bastante difícil encontrar al “Origen acuñado� una explicación acorde con las leyes que operan en nuestro entorno, leyes que siempre había creído extrapolables a la totalidad del Universo, prescindiendo de “Singularidades� tan difícilmente explicables.

La lógica (la mía) me dice que considerar el BB como el origen del Universo me lleva a aceptar otro Universo anterior.
Sea cual sea la causa del BB, ésta debe estar fuera de nuestro Universo.
Si la “singularidad� fue una fluctuación de la Nada (¿?), ésta fluctuación no podía encontrarse en nuestro Universo, ya que éste no existía aún.
Finalmente llego a la conclusión de que la “singularidad� que dio origen al BB tuvo que estar contenida en otro Universo cuyo origen también desconocemos, y si éste también se originó de una “singularidad�, ésta tuvo también que estar contenida en un tercer Universo y así sucesivamente….
La Teoría del Big Bang me parece tan bella como mística.

Cuando Penrose y Hawking terminaron sus trabajos les preocupó extraordinariamente la idea de que sus teorías pudieran conducir al misticismo pues eran conscientes de que sólo aportaban evidencias matemáticas.
En unos casos fue así (famoso encuentro Hawking-Carol Wojtyla) y en otros se decía y se dice que la Física Teórica y sobretodo las Matemáticas están, en muchos casos, suplantando a la realidad.
Fue entonces cuando Hawking, en un alarde de ingenio, sentenció: “No se puede discutir realmente con un Teorema matemático�.

En cuanto a la “singularidad inicial�, el propio Hawking, en su madurez intelectual, dijo: “En realidad no hubo tal singularidad al principio del Universo ya que puede desaparecer una vez que los efectos cuánticos se tienen en cuenta� (¿?)
Para mí es suficiente.

Bueno, supongo que queda claro que no es precisamente la duda que pueda tener sobre la detección de las ondas gravitacionales del BB las que me hacen dudar de este. El tema lo inicié pensando (tal vez equivocadamente) que si se detectaban dichas ondas, la polémica Teoría recibiría el ansiado espaldarazo pasando a ser algo así como la “Ley de Leyes�.

Finalmente, calificas de “generalización� aquello de “…presuponer lo que hay que demostrar�, yo no lo veo así, decir “frecuente tendencia� no es generalizar.
En cuanto a algún ejemplo de ello…, pues no está muy lejos.
Tú dices:
“Las ondas gravitacionales aparecen debido a inhomogeneidades en la densidad energética durante la inflación�
Sin duda esto es una afirmación y por tanto va más allá de la pura presunción pues estás confirmando un hecho no comprobado basado en una teoría (inflación) a su vez basada en otra (Big Bang).
Posiblemente, el lenguaje que empleáis muchos Físicos y Cosmólogos sea también una singularidad.

De momento, me quedo con un parrafito de un prestigioso sevillano que tuve la suerte de conocer personalmente:
“La teoría del Big Bang hemos de considerarla y comprenderla como una propuesta planteada por nuestra mente sin poder acceder, por ahora, a alguna evidencia experimental, guiándose únicamente por principios de simplicidad y buscando soluciones matemáticas manejables�.
Juan Pérez Mercader.

Saludos y buen fin de semana.

[alshain]

Ten en cuenta que el big-bang, contrario a lo que se lee en muchos sitios, no es un teoría sobre el orígen del universo, precisamente porque la relatividad general, en la que está basado, no puede explicar los sucesos antes del tiempo de Planck. Para ello hace falta una teoría cuántica de la gravitación y, mientras no la tengamos, cualquier afirmación sobre lo que pasa antes del tiempo de Planck es especulación o extrapolación de un modelo inválido en ese régimen.

Cierto que uno se puede poner a elucubrar sobre cuestiones metafísicas, pero esto no es algo exclusivo del big-bang, y tiende a darse en cualquier aspecto incompleto de la física. Por ejemplo, las interpretaciones de la mecánica cuántica también dan lugar a todo tipo de especulaciones. O cuando apareció la relatividad general y no todos entendían todavía bien el papel del tiempo como cuarta dimensión, hubo todo tipo de especulaciones sobre su relación con lo espiritual.