Ondas gravitacionales y el Big Bang

El sitio web de Ligo dice: "La detección de las ondas gravitacionales reliquia del Big Bang nos permitirá ver más atrás en la historia del Universo que nunca".

Encuentro esto desconcertante. ¿Cómo se puede detectar una onda gravitacional que se origine aproximadamente al mismo tiempo y lugar que las partículas que componen su detector (es decir, en el Big Bang)? Para usar una analogía simple: una explosión en un almacén de productos electrónicos provoca un destello de luz y piezas de equipos electrónicos que se dispersan. Luego, estas piezas se ensamblan para hacer una cámara que puede fotografiar la explosión. ¡Estoy confundido!

Respuestas adecuadas para una clase de física de secundaria muy apreciadas.

Podría usar exactamente el mismo argumento para el fondo cósmico de microondas. El big-bang no es una explosión en algún otro espacio.
Rob, no creo que el OP sepa sobre el CMB. Y si no cuestionas si el Big Bang fue o no una explosión en el espacio, pero solo piensas que lo es, creo que es difícil buscar respuestas anteriores. Creo que es por eso que hay tantas preguntas relacionadas con este tema.
Pero tal vez en lugar de responder la pregunta, debería haber encontrado una respuesta anterior y explicar por qué también respondió la pregunta del OP.

Respuestas (1)

En primer lugar, el Big Bang no ocurrió en un punto del espacio, lejos del cual estamos viajando. Big Bang fue la creación del espacio. Este espacio se ha ido expandiendo desde entonces, por lo que las distancias entre todo aumentan, pero el Big Bang ocurrió justo donde estás, donde está la galaxia de Andrómeda, donde está GN-z11 , etc.

El Universo ha evolucionado desde entonces. Si queremos saber cómo se ven las galaxias 13.800 millones de años (Gyr) después del Big Bang, podemos mirar alrededor en nuestro vecindario. Si miramos demasiado lejos, no vemos galaxias antiguas de 13,8 Gyr, porque la luz ha tardado un tiempo en llegar hasta nosotros. Por lo tanto, si queremos ver galaxias de 12,8 Gyr de edad, simplemente miramos a 1000 millones de años luz de distancia; si queremos ver galaxias de 10 Gyr de antigüedad, buscamos (aproximadamente) a 3.800 millones de años luz de distancia, y así sucesivamente. † De esta manera, miramos atrás en el tiempo.

Si miramos lo suficientemente lejos, en principio podríamos mirar 13,8 Gyr atrás en el tiempo. Sin embargo, nos enfrentamos al problema de que hasta los 380.000 años el Universo era opaco a la luz (por qué esto es así es otra historia). Sin embargo, no era opaco a las ondas gravitacionales. Y dado que se cree que muchas GW se originaron durante la época llamada inflación , que fueron responsables de la expansión del Universo y que tuvieron lugar una fracción de segundo después de la creación del espacio, decimos que las GW ofrecen la posibilidad de buscar todo el camino de regreso a Big Bang.

† Esto es algo impreciso, ya que las galaxias no se crearon instantáneamente después del Big Bang, y dado que no todas las galaxias se crearon al mismo tiempo. Pero por el bien del argumento, supongamos que lo eran.

Esto es tan confuso (al menos para mí). ¿No quiere decir que el BB sucedió donde nosotros (o los precursores de la Vía Láctea/sistema solar/etc.) estuvimos hace 14 mil millones de años?
@iMerchant: Sí, BB sucedió en todas partes . Todo el espacio fue creado en BB. En ese momento, todo el espacio estaba inmensamente caliente y todo el espacio comenzó a expandirse. El espacio no se expande en algo (como una explosión), simplemente se expande. Algún tiempo después de BB, todo el espacio se había enfriado lo suficiente como para comenzar a formar galaxias, en todas partes. Ninguna de estas galaxias está en el centro o en el borde de una explosión. O se podría decir que todos lo son. Al igual que ningún ser humano puede afirmar estar en el centro de la superficie de la Tierra. O se podría decir que todos pueden.
Pensé que todo, según el BB, se expandió rápidamente desde una singularidad infinitamente pequeña y estaba súper caliente, luego se enfrió, como dijiste. (Suena "explosivo" para mí) ¿Estás diciendo que todos los ingredientes primordiales de la Vía Láctea, por ejemplo, eran del tamaño de menos de un pinchazo de alfiler? En otras palabras, si el MW de hoy hubiera existido durante la época del BB, ¿habría cabido en la cabeza de un alfiler que puedo sostener en mi mano? ¿O está diciendo que la terminología de "The Big Bang" es algo engañosa o no es exactamente la mejor descripción/título de lo que describe la teoría?
Pero, de nuevo, tengo experiencia en contabilidad, no en astrofísica. No estoy muy versado en todo esto, solo que siempre he tenido una curiosidad natural por las cosas.
@iMerchant: El Universo observable, es decir, la parte que podemos ver (y en la que estamos centrados porque podemos ver a la misma distancia en todas las direcciones), es finito, y en BB fue un pinchazo. El resto del Universo puede ser finito o infinito. Si es finito, entonces todo el Universo era un pinchazo en BB, que contenía un pinchazo aún más pequeño que es "nuestra" burbuja, que a su vez contenía la semilla para el MW. No un pinchazo de alfiler expandiéndose en un espacio vacío, sino un pinchazo de alfiler que era todo lo que es, y luego se expandió. [continúa a continuación]
Si por el contrario el Universo es infinito, entonces nació infinito, pero nuestra burbuja seguía siendo un pinchazo dentro del Universo infinitamente grande y extremadamente denso. Este Universo infinitamente grande se expandió, de nuevo no en algo, sino simplemente... bueno, se expandió. Pero nuestro Universo observable siempre ha sido finito.
Ondas gravitacionales y el Big Bang
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v