Las ondas gravitacionales son aparentemente cosas endiabladamente difíciles de modelar con ecuaciones de campo de Einstein, ya que son altamente dinámicas y no simétricas. Tradicionalmente, la única forma de acercarse a la predicción de los efectos probables de las ondas de gravedad era estimar los parámetros de ecuación de Einstein necesarios asumiendo que los objetos que causan las ondas de gravedad no generaban campos de gravedad fuertes por sí mismos, y tampoco se movían a velocidades cercanas. la velocidad de la luz.
El problema es que los objetos candidatos más probables que podrían generar ondas de gravedad detectables (estrellas de neutrones binarias cercanas y agujeros negros fusionados) tienen exactamente esas propiedades. Son cuerpos muy compactos y muy masivos que a menudo se mueven a velocidades relativistas (es decir, cercanas a la velocidad de la luz).
¿No es extraño entonces que el enfoque de "estimación aproximada" descrito anteriormente realmente funcione de manera brillante en la predicción del comportamiento de binarios masivos cercanos y la fusión de agujeros negros. De ahí un artículo reciente titulado: Sobre la efectividad irracional de la aproximación post-newtoniana en física gravitacional.
Entonces, en primer lugar, nadie ha detectado ondas de gravedad. Pero incluso en 1916, Einstein consideró probable su existencia y demostró matemáticamente que la radiación gravitacional debería surgir cuando se reemplaza una masa esférica con una mancuerna giratoria de la misma masa que, debido a su geometría, generará efectos dinámicos de flujo y reflujo en el espacio-tiempo a medida que gira
Para probar la teoría de Einstein, es necesario diseñar equipos de detección muy sensibles, y hasta la fecha todos estos intentos han fallado. Más esperanzas ahora descansan en gran medida en la Antena espacial de interferómetro láser (LISA), que no se espera que se lance antes de 2025.
Sin embargo, además de los equipos de detección sensibles como LISA, también debe calcular qué tipo de fenómenos y qué tipo de datos representarían la evidencia definitiva de una onda de gravedad, que es donde se necesita toda la teoría y las matemáticas para determinarlos. esperado Los valores son vitales.
Inicialmente, los teóricos elaboraron un post-newtoniano (es decir, la era de Einstein) aproximación (es decir, estimación aproximada) para un sistema binario giratorio, aunque se reconoció que esta aproximación solo funcionaría eficazmente para un sistema de baja masa y baja velocidad, donde cualquier efecto relativista y de marea que surja de la gravedad propia y las velocidades de los objetos binarios ellos mismos, podrían ser ignorados.
Luego llegó la era de la relatividad numérica, donde el advenimiento de las supercomputadoras hizo posible modelar realmente todas las dinámicas de binarios masivos cercanos que se mueven a velocidades relativistas, de la misma manera que las supercomputadoras pueden modelar sistemas climáticos muy dinámicos en la Tierra.
Sorprendentemente, o si te gusta excesivamente, los valores calculados de la relatividad numérica fueron casi idénticos a los calculados por la aproximación post-newtoniana supuestamente corpórea. El enfoque de aproximación post-newtoniano simplemente no se supone que funcione para estas situaciones.
Lo único que les queda a los autores es la posibilidad de que el desplazamiento al rojo gravitacional haga que los procesos cerca de objetos muy masivos parezcan más lentos y gravitacionalmente "más débiles" para un observador externo de lo que realmente son. Eso podría, más o menos, explicar la irrazonable efectividad ... pero solo un poco más o menos.
Otras lecturas: Will, C. Sobre la efectividad irracional de la aproximación post-newtoniana en física gravitacional.
