(Phys.org) —Las detecciones de ondas gravitacionales recientes han permitido a los físicos confirmar con mayor y mayor precisión lo que Einstein predijo hace más de 100 años en la teoría de la relatividad general:que la gravedad no actúa instantáneamente como pensaba Newton, sino que se propaga a la velocidad de la luz.

"La velocidad de la gravedad, como la velocidad de la luz, es una de las constantes fundamentales del Universo, "Neil Cornish, un físico de la Universidad Estatal de Montana, dicho Phys.org . "Hasta el advenimiento de la astronomía de ondas gravitacionales, no teníamos forma de medir directamente la velocidad de la gravedad ".

Durante los últimos meses, Los físicos han logrado un progreso muy rápido en limitar la velocidad de la gravedad utilizando observaciones de ondas gravitacionales.

Inicialmente, las primeras detecciones LIGO de ondas gravitacionales restringieron la velocidad de la gravedad dentro del 50% de la velocidad de la luz.

En un artículo publicado la semana pasada en Cartas de revisión física , Cornish y sus coautores Diego Blas en el CERN y Germano Nardini en la Universidad de Berna han combinado los primeros tres eventos de ondas gravitacionales reportados por las colaboraciones de LIGO y Virgo. permitiéndoles mejorar los límites originales hasta aproximadamente el 45% de la velocidad de la luz.

Solo dos días después (y después de que los físicos mencionados anteriormente escribieran su artículo), otro artículo fue publicado en Las cartas del diario astrofísico por las colaboraciones de LIGO y Virgo, cuyos autores están afiliados a cerca de 200 instituciones de todo el mundo. Mediante el uso de datos de las ondas gravitacionales emitidas por una fusión de estrellas de neutrones binarios detectada en agosto, pudieron limitar la diferencia entre la velocidad de la gravedad y la velocidad de la luz entre -3 x 10 ^-15 y 7 x 10 ^-dieciséis veces la velocidad de la luz.

La razón del gran salto en la precisión es que el evento de estrella de neutrones no emitió solo ondas gravitacionales, pero también radiación electromagnética en forma de rayos gamma. La emisión simultánea de ondas gravitacionales y luz de la misma fuente permitió a los científicos establecer límites en la velocidad de la gravedad que son muchos órdenes de magnitud más estrictos que los que se podrían establecer utilizando solo señales de ondas gravitacionales.

Dependiendo de si una fuente astrofísica emite tanto ondas gravitacionales como luz o solo la primera, los científicos adoptan diferentes enfoques para limitar la velocidad de la gravedad. Cuando una fuente emite tanto ondas gravitacionales como luz, los científicos pueden medir la diferencia (si existe) en los tiempos de llegada de los dos tipos diferentes de señales en un solo detector. En el AJL papel, los científicos midieron un retraso de llegada de solo unos segundos entre las señales que viajaron una distancia de más de cien millones de años luz. Un retraso tan pequeño en esta distancia no se considera prácticamente nada.

Por otra parte, cuando una fuente emite solo ondas gravitacionales, los científicos deben detectar la misma señal en varios detectores terrestres y medir la diferencia (muy leve) en los tiempos de llegada. Los científicos de la PRL El papel hizo esto comparando las señales detectadas por dos detectores LIGO ubicados a 1800 millas de distancia:uno en Hanford, Washington, y el otro en Livingston, Luisiana.

Como explican los físicos, es posible mejorar en gran medida los límites de la velocidad de la gravedad utilizando fuentes que solo emiten ondas gravitacionales. Por ejemplo, utilizando cuatro detectores ubicados en diferentes lugares de la Tierra, con cinco eventos de ondas gravitacionales para comparar, las limitaciones podrían mejorar hasta un 1% de la velocidad de la luz. Pero aún no pudieron alcanzar el grado de precisión de los experimentos que tienen acceso tanto a la gravedad como a la luz.

En general, limitar la velocidad de la luz tiene muchas implicaciones importantes para la física y la cosmología fundamentales. Una de las mayores implicaciones es que los límites estrechos proporcionan una prueba más precisa de la relatividad general y descartan las alternativas propuestas a la relatividad general.

"Muchas teorías alternativas de la gravedad, incluyendo algunos que han sido invocados para explicar la expansión acelerada del Universo, predecir que la velocidad de la gravedad es diferente de la velocidad de la luz, ", Dijo Cornish." Varias de esas teorías ahora se han descartado, restringiendo así las formas en que la teoría de Einstein puede modificarse sensiblemente, y hacer de la energía oscura una explicación más probable de la expansión acelerada ".

© 2017 Phys.org