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Gabriela González

En este curso conocerás sobre las ondas gravitacionales de forma fácil y enseñado por una experta del proyecto LIGO; Gabriela González. Algunos de los temas que cubriremos:

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En este curso conocerás sobre las ondas gravitacionales de forma fácil y enseñado por una experta del proyecto LIGO; Gabriela González. Algunos de los temas que cubriremos:

• Los astrónomos modernos combinan datos de múltiples tipos de telescopios para crear imágenes compuestas de objetos en el espacio.

• Los agujeros negros son por definición imposibles de observar directamente usando telescopios de luz, ya que ninguna luz puede escapar de su extrema gravedad.

• La única manera de estudiar los agujeros negros usando telescopios de luz es observar cualquier gas y polvo que caiga en ellos. Esto puede revelar información sobre un agujero, como la frecuencia con la que gira alrededor de su eje.

Comprensión de la gravedad.

• En el siglo XVII, Isaac Newton propuso una ley universal de gravitación que concebía la gravedad como una fuerza entre dos masas (m1m1 y m2m2) separadas por una distancia rr según la ecuación: F = Gm1m2r2F = Gm1m2r2

• La teoría de Newton es muy exacta para la mayoría de las situaciones y es ampliamente utilizada hoy en día. Sin embargo, Newton estaba preocupado por la acción a distancia, quería entender cómo dos masas se conocen y se influyen mutuamente sin enviar ninguna señal.

• Este problema no se resolvió hasta que Albert Einstein propuso la relatividad general en 1916. En su nueva concepción la gravedad no es una fuerza, sino la geometría del espacio-tiempo. Los objetos masivos causan que el espacio-tiempo se curve, y esta curvatura es lo que influye en el movimiento de otros objetos en el espacio-tiempo. El mensajero gravitacional de Newton resultó ser el espacio-tiempo en sí.

• Einstein se dio cuenta de que objetos masivos (no esféricamente simétricos) sometidos a aceleración u oscilación producirían distorsiones que se extenderían a través del espacio-tiempo como ondulaciones en un estanque. Estas ondulaciones se llaman ondas gravitacionales.

• Al igual que las ondas electromagnéticas, las ondas gravitatorias transportan energía y tienen amplitudes (llamadas tensión para las ondas gravitacionales) y frecuencias asociadas con ellas. Las ondas gravitatorias se representan a menudo como formas de onda, que demuestran su frecuencia y amplitud mientras que cambian con el tiempo.

• Las ondas gravitacionales interactúan muy débilmente con la materia, pasando por todo esencialmente sin cambios. Esto es muy útil para la astronomía porque significa que cualquier señal detectada permanece prácticamente inalterada desde cuando se generó en la fuente.

What you'll learn

Hace no mucho tiempo, hace apenas un par de años, anunciamos en el 2016, que habíamos descubierto por primera vez ondas gravitacionales.

En introducción a ondas gravitacionales vamos a explicar su significado, son una predicción de la teoría de Einstein de la teoría de la relatividad general, vamos hablar de la primera teoría de la relatividad especial después de la relatividad general y de cómo se producen o cómo pensaba Albert Einstein que se producían las ondas gravitacionales.

Después vamos a hablar de qué sistemas producen ondas gravitacionales, en realidad no sabemos producir nosotros ondas gravitacionales, sabemos que hay sistemas astrofísicos que producen las ondas gravitacionales. Es así que hablaremos de agujeros negros, de estrellas de neutrones, del universo temprano produciendo ondas gravitacionales.

Más tarde hablaremos de cómo se pueden detectar las ondas gravitacionales, que ha sido una campaña muy difícil que ha tomado casi medio siglo; Pero hay detectores de distintos tipos, vamos a explicar los distintos tipos de detectores, y más en detalle los detectores que se usaron para detectar por primera vez, por segunda y por tercera vez, también, ondas gravitacionales.

Y finalmente, el tema más interesante, es la astrofísica de las ondas gravitacionales que aprendemos porqué las buscamos, y cómo podemos aprender de los sistemas que las producen, no solo midiendo ondas gravitacionales con distintos instrumentos, sino también midiendo otras ondas, ondas electromagnéticas, u otras partículas producidas por los mismos sistemas.

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What's inside

Syllabus

Introducción:
En este curso vamos a hablar de las ondas gravitacionales. Hace no mucho tiempo, hace apenas un par de años, anunciamos en el 2016, que habíamos descubierto por primera vez ondas gravitacionales. Vamos a explicar primero qué son, son una predicción de la teoría de Einstein de la teoría de la relatividad general, vamos hablar de la primera teoría de la relatividad especial después de la relatividad general y de cómo se producen o cómo pensaba Einstein que se producían las ondas gravitacionales.
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Módulo 1:
En este módulo vamos aprender la teoría de la relatividad general de Einstein, que suena muy difícil, pero vamos a aprender lo básico lo que hace falta para entender cómo se producen y cómo se predicen las ondas gravitacionales.
Módulo 2:
¿Qué es lo que produce ondas gravitacionales? De acuerdo a la teoría, cualquier masa que no sea esférica y este acelerándose produce ondas gravitacionales. Yo misma aquí estoy produciendo ondas gravitaciones, la cuestión es ¿qué sistemas producen ondas gravitacionales detectables?
Módulo 3:
En este módulo vamos hablar de cómo se detectan las ondas gravitacionales, ¿cuál es el efectos que queremos detectar?
Lo que queremos hacer es medir distancias de manera muy precisa. Tenemos muchas maneras de medir distancias, aún distancias a estrellas; cuán precisamente necesitamos medirlas, esa es la cuestión.
¿Cuán grande es la distorsión del espacio tiempo?
Módulo 4:
Y finalmente, el tema más interesante, es la astrofísica de las ondas gravitacionales que aprendemos porqué las buscamos, y cómo podemos aprender de los sistemas que las producen, no solo midiendo ondas gravitacionales con distintos instrumentos, sino también midiendo otras ondas, ondas electromagnéticas, u otras partículas producidas por los mismo sistemas.

Good to know

Know what's good
, what to watch for
, and possible dealbreakers
Este curso ofrece una base sólida para comprender la teoría y las aplicaciones de las ondas gravitacionales
Impartido por la reconocida experta en ondas gravitacionales, Gabriela González, garantiza la credibilidad del contenido
Aborda temas de gran relevancia en física y astrofísica, explorando fenómenos cósmicos
El enfoque gradual del curso, desde los conceptos básicos hasta aplicaciones avanzadas, permite una comprensión progresiva
El uso de ejemplos y analogías facilita la comprensión de conceptos complejos
Los laboratorios interactivos y los ejercicios prácticos proporcionan experiencia práctica con el análisis de datos de ondas gravitacionales

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Activities

Be better prepared before your course. Deepen your understanding during and after it. Supplement your coursework and achieve mastery of the topics covered in Introducción a las ondas gravitacionales with these activities:
Revisit Calculus concepts
Reviewing the basic principles of Calculus from your previous studies can help you, in particular, to follow the mathematical derivations of Einstein's theory of General Relativity.
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  • Go over your notes from a previous Calculus course
  • Work on practice problems from an online resource or textbook
Follow tutorials on tensors
Tensors are a mathematical tool that are used to represent physical quantities that have more than one component. They are essential for understanding Einstein's theory of General Relativity, which is the theory that describes the behavior of gravity.
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  • Find online tutorials on tensors
  • Follow the tutorials and work through the practice problems
Make a concept map of the different types of gravitational waves
Creating a concept map can help you to visualize the different types of gravitational waves and their relationships to each other.
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  • Identify the main concepts related to gravitational waves
  • Draw a diagram that shows the relationships between the concepts
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Solve practice problems on gravitational waves
Solving practice problems can help you to test your understanding of gravitational waves and to identify areas where you need more practice.
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  • Find practice problems on gravitational waves online or in a textbook
  • Work through the problems and check your answers
Discuss gravitational waves with a peer
Discussing gravitational waves with a peer can help you to clarify your understanding of the concepts and to get feedback on your ideas.
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  • Find a peer who is also studying gravitational waves
  • Meet with your peer and discuss the concepts of gravitational waves

Career center

Learners who complete Introducción a las ondas gravitacionales will develop knowledge and skills that may be useful to these careers:
Astronomer
Astronomers use telescopes and other instruments to observe celestial objects and phenomena. The study of gravitational waves is a subfield of astronomy. This course will help build a foundation for understanding the theory of general relativity, which is essential for astronomers studying gravitational waves. Furthermore, this course will provide an introduction to the methods and techniques used to detect and analyze gravitational waves, which is a key competency for astronomers in this field.
Astrophysicist
An Astrophysicist uses the principles of physics and mathematics to analyze astronomical objects and phenomena. The study of gravitational waves is a subfield of astrophysics. This course will help build a foundation for understanding the theory of general relativity, which is essential for astrophysicists studying gravitational waves.
Experimental Physicist
Experimental physicists design and conduct experiments to test and validate theories about the physical world. The study of gravitational waves is a subfield of experimental physics. This course will help build a foundation for understanding the theory of general relativity, which is essential for experimental physicists studying gravitational waves. Furthermore, this course will provide an introduction to the methods and techniques used to detect and analyze gravitational waves, which is a key competency for experimental physicists in this field.
Theoretical Physicist
Theoretical physicists develop and test theories about the fundamental nature of the universe. The study of gravitational waves is a subfield of theoretical physics. This course will help build a foundation for understanding the theory of general relativity, which is essential for theoretical physicists studying gravitational waves.
Geophysicist
Geophysicists study the physical properties of the Earth and its atmosphere. The study of gravitational waves is a subfield of geophysics. This course will help build a foundation for understanding the theory of general relativity, which is essential for geophysicists studying gravitational waves. Furthermore, this course will provide an introduction to the methods and techniques used to detect and analyze gravitational waves, which is a key competency for geophysicists in this field.
Data Scientist
Data scientists use scientific methods to extract knowledge and insights from data. The study of gravitational waves generates a large amount of data. This course may be useful for data scientists who want to work with gravitational wave data.
Software Engineer
Software engineers design, develop, and maintain software systems. The study of gravitational waves involves developing specialized software for data acquisition and analysis. This course may be useful for software engineers who want to work on gravitational wave projects.
Science Writer
Science writers communicate complex scientific concepts to a general audience. The study of gravitational waves is a rapidly developing field with many exciting discoveries. This course may be useful for science writers who want to cover gravitational wave research.
Educator
Educators teach students about a variety of subjects. The study of gravitational waves is a fascinating topic that can inspire students to learn more about science. This course may be useful for educators who want to incorporate gravitational waves into their lessons.
Science Policy Analyst
Science policy analysts advise governments and other organizations on science policy issues. The study of gravitational waves is a rapidly developing field with potential implications for public policy. This course may be useful for science policy analysts who want to understand the science behind gravitational waves.
Technical Writer
Technical writers create instruction manuals, technical reports, and other documents that explain complex technical concepts. The study of gravitational waves involves developing specialized software and instrumentation. This course may be useful for technical writers who want to work on gravitational wave projects.
Museum curator
Museum curators oversee the collections and exhibits of museums. The study of gravitational waves is a rapidly developing field with potential implications for our understanding of the universe. This course may be useful for museum curators who want to develop exhibits on gravitational waves.
Patent Attorney
Patent attorneys help inventors obtain patents for their inventions. The study of gravitational waves involves developing new technologies. This course may be useful for patent attorneys who want to understand the science behind gravitational wave technologies.
Librarian
Librarians help people find and access information. The study of gravitational waves is a rapidly developing field with a growing body of research. This course may be useful for librarians who want to be able to assist researchers and students with finding information about gravitational waves.
Science Communicator
Science communicators translate complex scientific concepts into language that is accessible to the public. The study of gravitational waves is a rapidly developing field with many exciting discoveries. This course may be useful for science communicators who want to cover gravitational wave research.

Reading list

We've selected nine books that we think will supplement your learning. Use these to develop background knowledge, enrich your coursework, and gain a deeper understanding of the topics covered in Introducción a las ondas gravitacionales.
(known colloquially as MTW) comprehensive and classic textbook on gravitation. It may be too advanced for those just getting their start in astronomy and general relativity. However, it may be useful as a reference.
Treatise on the fundamental laws of physics and cosmology. It is known for its ambitious scope including an introduction to general relativity. It may be useful to advanced learners as a reference but is likely of limited use for beginners.
Provides a solid overview of Einstein's theory of gravity. This book may be useful for getting a general overview of the topic but is not a substitute for a more thorough study of the theory.
This work is often used as a textbook for students in general relativity or cosmology. It may be a helpful reference text for learners who want to learn more about the advanced mathematics of general relativity. It may not be as useful for learners who are just starting out on their general relativity journey.
This well known text contains a clear introduction to special and general relativity with an focus on its conceptual foundations. It may be useful for learners who have yet to study general relativity.
Provides an introduction to the general theory of relativity. It is used as an introductory text for students in physics and astronomy.
May be useful for learners to get a more in-depth understanding of Einstein's theory of special and general relativity. This may be useful especially for learners at the beginning of their journey in this field.
Goes into depth about the mathematical theory of gravitational waves. It may be helpful for learners with a strong mathematical background. It may be more useful as a reference for the physics than the astronomy component of the course.
Discusses the development of general relativity and the challenges that it overcame. It may be helpful for learners who want to know more about the historical development of the theory.

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