Francis en Ágora: “Los solitones y las ondas gravitacionales”

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Te recomiendo leer mi contribución “Los solitones y las ondas gravitacionales”, Blog Ágora, 19 oct 2016, al blog de la Fundación Ramón Areces. Entre los días 7 y 8 de noviembre de 2016, la Fundación Ramón Areces organiza el Simposio Internacional ‘Solitón: un concepto con extraordinaria diversidad de aplicaciones inter, trans, y multidisciplinares. Desde el mundo macroscópico al nanoscópico‘, coordinado por Manuel G. Velarde. Yo impartiré el día 8 a las 17:30 una ponencia titulada ‘Ondas y solitones gravitatorios: su detección‘ (el título lo puso Velarde, ya sabes que yo prefiero el término gravitacionales). Para ir abriendo boca, te copio los dos primeros párrafos de mi contribución al blog.

“El concepto de solitón fue introducido por Norman J. Zabusky (n. 1929) y Martin D. Kruskal (1925 –2006) en el año 1965. Este tipo de onda solitaria en forma de pulso se comporta como una partícula, no cambia de forma al propagarse y sobrevive a sus interacciones con otras ondas solitarias. Descubierta gracias a simulaciones por ordenador, la razón matemática de sus extraordinarias propiedades fue descubierta por Clifford S. Gardner, John M. Greene, Martin D. Kruskal y Robert M. Miura en una serie de seis artículos publicados entre 1968 y 1974. En estos artículos se introduce una versión no lineal de la transformada de Fourier para obtener soluciones de ciertas ecuaciones de onda no lineales llamada transformada espectral inversa (IST).

En 1978, Vladimir A. Belinski y Vladimir E. Zakharov descubrieron cómo obtener soluciones exactas de las ecuaciones de la gravitación de Einstein usando una variante de la transformada IST, a la que llamaron método espectral inverso (ISM). Un método muy poderoso, ya que todas las soluciones exactas de las ecuaciones de Einstein conocidas hasta la fecha, incluyendo los agujeros negros, las soluciones cosmológicas y las ondas gravitacionales no lineales, se pueden obtener usando el método ISM.

Un agujero negro es un solitón gravitacional de las ecuaciones de Einstein… Seguir leyendo en el Blog Ágora.

Referencias para profundizar

[1] P. G. Drazin, R. S. Johnson, “Solitons: An Introduction,” (2nd edition) Cambridge University Press (1989).

[2] V. Belinski, E. Verdaguer, “Gravitational Solitons,” Cambridge University Press (2004).

[3] LIGO and Virgo Scientific Collaborations, “Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger,” Phys. Rev. Lett. 116: 061102 (11 Feb 2016), doi: 10.1103/PhysRevLett.116.061102.

[4] LIGO and Virgo Scientific Collaborations, “Properties of the Binary Black Hole Merger GW150914,” Phys. Rev. Lett. 116, 241102 (14 Jun 2016), doi: 10.1103/PhysRevLett.116.241102.

[5] S. Tomizawa, T. Mishima, “Nonlinear effects for a cylindrical gravitational two-soliton,” Phys. Rev. D 91: 124058 (19 Jun 2015), doi: 10.1103/PhysRevD.91.124058.


3 Comentarios

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Enrique Moreno

Me he quedado un poco sorprendido, porque cuando estudié la carrera (ingeniería de caminos) en la asignatura de ingeniería de costas me explicaron que el concepto de onda solitaria existe desde finales del siglo XIX.
De hecho, he entrado en la Wikipedia en inglés y me lo ha confirmado.
Saludos.

Francisco R. Villatoro

Enrique, cierto, pero el concepto de solitón es más restrictivo (onda solitaria de una ecuación integrable), aunque mucha gente abusa del lenguaje y considera sinónimos onda solitaria y solitón (algo más habitual entre físicos que entre matemáticos).

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