Un nuevo estudio revela que combinar la forma en que las galaxias masivas y los cúmulos de galaxias curvan el espacio y amplían nuestra visión del universo distante con nuevos y potentes instrumentos sensibles a las ondas gravitacionales y la radiación electromagnética conducirá a avances científicos en física fundamental, cosmología y astrofísica.
El descubrimiento y el estudio de las explosiones de lentes gravitacionales mediante múltiples tipos de señales (lente gravitacional multimensajero) ayudarán a responder grandes preguntas sobre la historia y la estructura del universo.
Al publicar sus hallazgos en Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, un equipo internacional liderado por científicos de la Universidad de Birmingham señala desafíos como determinar la ubicación exacta de estas explosiones y coordinar las observaciones y los análisis entre numerosas comunidades científicas.
Los investigadores instan a una colaboración interdisciplinaria más estrecha, que incluya un mejor intercambio de datos, nuevos métodos de análisis y simulaciones detalladas para superar estos obstáculos.
El profesor Graham Smith, de la Universidad de Birmingham, comentó: «Los recientes avances en la tecnología de detectores nos permiten observar estos eventos cósmicos en una amplia gama de energías y señales, desde ondas de radio hasta rayos gamma y ondas gravitacionales.
Este innovador enfoque promete importantes avances científicos en los próximos 5 a 10 años, permitiéndonos explorar grandes preguntas como la verdadera naturaleza de la gravedad, la velocidad de expansión del universo, las propiedades de la materia oscura y cómo se forman y evolucionan objetos compactos como los agujeros negros y las estrellas de neutrones».
La lente gravitacional multimensajero implica el uso de mensajeros que abarcan 30 órdenes de magnitud de energía, desde neutrinos de alta energía hasta ondas gravitacionales, y potentes instalaciones de sondeo capaces de escanear continuamente el cielo en busca de fuentes transitorias y variables.
Esta técnica puede amplificar y duplicar señales de fuentes distantes, lo que permite a los científicos probar teorías de la gravedad a grandes distancias y mejorar las mediciones de la expansión del universo. También abre nuevas vías para estudiar la física de explosiones distantes y comprender cómo diferentes fenómenos, como las ráfagas rápidas de radio y los estallidos de rayos gamma, podrían relacionarse con los mismos eventos subyacentes que se perciben de diferentes maneras.
Es probable que los científicos se centren en descubrimientos y avances científicos viables durante la próxima década con la tecnología actual e inminente, incluyendo la red LIGO-Virgo-KAGRA de detectores de ondas gravitacionales, el Observatorio Vera C. Rubin, y los satélites de rayos gamma/X y sondeos de radio contemporáneos.
El Legacy Survey of Space and Time (LSST) del Observatorio Vera C. Rubin comenzará a finales de 2025 y supondrá un punto de inflexión para las lentes gravitacionales multimensajeros. El equipo de Rubin y sus socios internacionales se preparan para un evento de «primer vistazo» este verano, para mostrar las primeras imágenes de prueba del cielo nocturno obtenidas con su Telescopio de Rastreo Simonyi.
«Las lentes gravitacionales multimensajeros marcan un hito significativo en la física y la astronomía», añadió el profesor Smith. «Llegar a este punto ha sido un esfuerzo de la comunidad internacional que incluye a muchos investigadores en sus inicios de carrera, lo que genera numerosas y emocionantes oportunidades futuras. Al reunir a todas estas personas con talento, podemos impulsar innovaciones y descubrimientos que transformarán nuestra comprensión del universo en los próximos años». El Dr. Gavin Lamb, de la Universidad John Moores de Liverpool, comentó: «Esta es una visión ambiciosa de la ciencia futura que se revelará a medida que nuestros detectores se vuelvan más sensibles. Algo que era una idea novedosa y secundaria hace 5 o 10 años es ahora la base para nuestra próxima generación de científicos».
Helena Ubach, investigadora de posgrado del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universitat de Barcelona, añadió: «Estoy muy emocionada de haber tenido la oportunidad de formar parte de esto y espero con interés los avances en el campo emergente de las lentes gravitacionales multimensajeros en el futuro próximo».
Con información de Philosophical Transactions of the Royal Society
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