Calculadora de ondas gravitacionales

LIGO detecta una onda gravitacional observando cómo dos brazos láser de 4 kilómetros se estiran y se comprimen en aproximadamente una parte en 10²¹ — una distorsión mil veces más pequeña que el ancho de un protón. Esa señal solo se vuelve fiable porque la misma forma de onda debe aparecer en detectores separados por miles de kilómetros, lo que permite distinguir un chirp real del ruido local, como camiones que pasan o terremotos lejanos. La frecuencia tampoco se mantiene fija: a medida que los dos objetos espiralan entre sí, la energía orbital se libera como radiación gravitacional, por lo que la onda asciende en frecuencia hasta el momento de la fusión — el 'chirp' que da nombre a la curva de esta herramienta.

Cuando dos objetos compactos se espiralizan uno hacia el otro, no emiten sus dos masas por separado. La forma de onda queda determinada casi por completo por una sola combinación, la masa de chirp M_c = (m₁m₂)^3/5/(m₁+m₂)^1/5. Ese único número controla la rapidez con que la frecuencia asciende, así que medir el ritmo del chirp te entrega la masa de chirp directamente. Por eso esta herramienta la sitúa en el centro.

La amplitud de una onda gravitacional depende de la verdadera distancia de luminosidad de la fuente de un modo que los físicos pueden calcular desde primeros principios — sin calibración con cefeidas ni supernovas. Eso convierte cada fusión en una sirena estándar: el chirp da las masas, la amplitud da la distancia. Combínalo con un corrimiento al rojo y obtienes una medición independiente de la constante de Hubble — así fue como la fusión de estrellas de neutrones GW170817 de 2017 aportó datos sobre la rapidez con que se expande el universo.