Conversatorios de protección Radiológica de América Latina y el Caribe. Teoría de la Relatividad, Ondas Gravitacionales y Materia Oscura.
Invitada: Dra. Adriana Victoria Araujo Salcedo
Moderador: CEO Serofca. MsC. Omar Arias
Conversaremos con la Dra. Adriana Victoria Araujo Salcedo, Venezolana se encuentra trabajando en Colombia, y hablaremos acerca de la teoría de la Relatividad General de Einstein como base para describir los agujeros negros y las ondas gravitacionales, así como de la energía y la materia oscura que representan tópicos importantes dentro de la cosmología y la astrofísica, nos acompaña también el Dr. Miguel Martín Landrove.
Omar Arias Toma la palabra para expresar: “vamos a hablar a las escalas muy grandes y cuando nos referimos a estas escalas grandes es cuando comenzamos a comprender esas ubicaciones, ese puntito que nosotros vemos luminoso en un determinado momento lo podemos traducir como un planeta en el caso del sistema solar y ya luego lo podemos estar viendo como en el caso de los super cluster, o una estrella, o una galaxia, o un conglomerado de galaxia, de estos objetos y sus interacciones vamos a estar conversando”, prosigue con una pequeña comparación entre dos físicos de gran importancia como lo son Newton y Albert Einstein.
La Dra. Araujo interviene para expresar: “hay cuatro interacciones fundamentales en el naturaleza la nuclear fuerte, nuclear débil, la electromagnética y la gravitacional. La teoría electromagnética es una teoría perfecta que además esta en toda la escala desde las partes microscópicas hasta las macroscópicas.
Nosotros los físicos describimos la naturaleza, las matemática nos provee las herramientas necesarias suficientes, no muchas veces suficientes realmente, obviamente hay muchos problemas abiertos en la Físicas y creemos que es porque no tenemos las herramientas en este momento, que nos falta visión, nos faltan estudio, nos faltan los instrumentos adecuados, aceleradores de partículas, telescopios etc que nos permitan medir lo que decimos en las teorías. La electromagnética es una de las más naturales entre todas las otras, las otras son mas difíciles de visualizar, la interacción fuerte es aquella que ya está dentro del núcleo atómico, si intentamos separar del protón del núcleo va a aparecer una fuerza que mantiene al núcleo unido, la nuclear débil es responsable por ejemplo dela desintegración o decaimiento radioactivo. sin embargo con la gravitación es bastante extraño, gracias a Newton y a Einstein ellos tratan de explicar estos fenómenos, con Newton podemos describir movimiento planetario colocar satélites en órbita, describir trayectoria de sondas, Newton no describe que es gravedad, describe cómo es la interacción entre cuerpos masivos, Newton tuvo un break dejó de poder responder ciertos fenómenos que empezaron a aparecer, no conseguía explicar el Perihelio de Mercurio este planeta al acercarse al sol perturba la órbita y no funcionaba la teoría, se necesitaba otra teoría.
Einstein en el 2015 formula La teoría de Relatividad General basada en correcciones que vienen de la teoría de la Relatividad Especial no solamente toma en cuenta la interacción material sino también la descripción del espacio en la que está actuando esta materia. Se formula y se describe la gravedad a través de un concepto geométrico que es lo que se conoce como la curvatura del espacio-tiempo, la gravedad es un concepto geométrico rompe el paradigma asociado a las fuerzas, matemáticamente es muy bonito.
El Dr Miguel Martin pregunta: “por qué no se trató de reformula la teoría electromagnética también con una deformación del espacio tiempo”.
La Dra. Araujo comenta: “hay tentativas de reformulaciones donde también se preguntan si es que no estamos viendo todo, aún no está completo, mientras la fenomenología no diga lo contrario podemos seguir haciendo este tipo de modificaciones, esperar que los instrumentos sean mejores y se calibren antes de tocar las teorías existentes, aunque en teoría de gravedad modificada hay muchos trabajos, siguen siendo teorías.
Omar Arias expresa: “cuéntanos un poco sobre las ondas gravitacionales”
La Dra. Araujo comenta: “la teoría de relatividad de Einstein predice la existencia de agujeros negros y la existencia de las ondas gravitacionales, hay tres grandes observados observatorios de ondas gravitacionales ubicados, dos en Estados unidos y uno en Italia, las ondas gravitacionales también era una predicción de la teoría de la relatividad general pero todavía no las habíamos detectado, aquí es donde está la importancia de tener buenos instrumentos, del avances tecnológico. Ahora bien en 2015 en los interferómetros de Estados unidos se detecta una señal acorde a lo que la Relatividad Numérica, que es una parte de la Relatividad General que estudia, reproducen modelos que evidencian que se estaba observando una onda gravitacional, una perturbación del espacio tiempo, hay que intentar visualizarla tomando la idea de la onda electromagnética, por ejemplo se obtienen ondas gravitacionales cuando ocurre la fusión de dos agujeros negros. En el año 2019 se detectó ondas gravitacionales provenientes de la colisión de los agujeros negros, tenemos prácticas dos objetos que están rotando con momento angular y velocidad angular que se van acercando cada vez más, se aceleraran mucho más cada vez que la distante comienza a ser menor entre ellos, entonces hay un punto inminente donde ocurre una fusión, produciendo un agujero negro de varias veces la masa del sol, entonces se recibió estas ondas que viajan a través de todo el universo, que se conocen como perturbaciones del espacio tiempo. Aquí ocurrieron dos cosas, se pudo evidenciar la teoría de la Relatividad General a través de la existencia de las ondas gravitacionales y que estas ondas gravitacionales provienen de la colisión de dos agujeros negros, Einstein no solo se consolida en el 2015 sino en el 2019, en el 2015 se cumplieron los 100 años de la teoría de la Relatividad General y en el 2019 se comprueba la existencia de las ondas gravitacionales debido a la colisión de dos agujeros negros. En el 2017 se detectan ondas gravitacionales provenientes de la colisión de dos estrellas de neutrones, también explicada por la teoría de la relatividad y aquí también se necesitan las interacciones fuertes junto con la relatividad general para darle explicación a este fenómeno. Hay parámetros que nos indican que las ondas gravitacionales provienen de una colisión o de otra, son parámetros teóricos como velocidad de fusión, velocidad de rotación y características físicas y de la materia”.
El Dr. Miguel Martin pregunta “esta onda comporta una energía”
La Dra. Araujo responde: “la onda gravitacional tiene velocidad de propagación, proviene de una ecuación tipo ecuación de onda, viene de perturbaciones del espacio tiempo, de la forma de describir este espacio tiempo, este objeto se comporta como una onda, está asociado a una ecuación de onda y al campo gravitacional”.
Omar Arias expresa: “vamos a ir abordando el tema de los agujeros negros”.
La Dra. Araujo expresa: “en las ecuaciones de Einstein la incógnita es el espacio tiempo, o la métrica, así como las ecuaciones del electromagnetismo describen la fenomenología del campo electromagnético, las ecuaciones de Einstein describen la fenomenología del campo gravitatorio generado por una gran masa, en una concentración de masa, de varias masa solares, una concentración de masa tan grande va atraer todo lo que este en las inmediaciones y es lo que crea la singularidad de ese espacio tiempo o le que se conoce como hueco negro y en ese punto las leyes físicas no están bien definidas, dentro del agujero negro hay algunas teoría que se atreven a describirlo , sin embargo sigue siendo teorías.”
Omar Arias expresa: “cuéntanos un poco el tema de la materia oscura y la energía oscura”
La Dra. Araujo responde: “lo que se está buscando es que haya un comportamiento como las otras interacciones que proviene de un campo fundamental, como lo es, el campo electromagnético, debe ser algo lo suficientemente estable, en nuestro universo porque ella está ahí, está siempre allí, es lo suficientemente estable como para que no se transforme tan fácil en otras cosas, no podemos verla desde el punto de vista electromagnético, no se manifiesta electromagnéticamente pero podemos saber de ella a través curvas de rotación de galaxias, se supone que si me alejo del centro galáctico debo tener menos materia y la interacción debería disminuir y esto no es lo que ocurre, se consiguió que se tiene un comportamiento casi constante, y que es lo que hay ahí cerca de la salida de la galaxia que en vez de rotar con menor velocidad rota con mayor velocidad? se conjeturo, hay algo que no estamos viendo es una masa faltante o la materia oscura. Sin embargo hay muchos modelos para explicar la materia oscura, siguen siendo modelos que respetan la física y la matemáticas, sin evidencia experimental, por otro lado la energía oscura es algo que no sabemos que es, pero sabemos que es la responsable de la expansión del universo, la teoría de la relatividad no explica la expansión del universo, sin embargo esta teoría nunca busco explicar a expansión del universo. Hoy en día sabemos que el universo no solamente se esta expandiendo si no que se está acelerando, se conjetura que debía haber una energía y esta es la energía oscura. Hay mucho tela que cortar y mucho campo de investigación. Para finalizar la Dra. Araujo hace una pequeña disertación sobre la película Interestelar.
