Por primera vez, detectan ondas gravitacionales que predijo Einstein

Este jueves se confirmó en Washington D. C. (EE. UU.) un anuncio esperado desde hace un siglo: la primera detección directa de las llamadas ondas gravitacionales, predichas en la teoría de la relatividad general, de Albert Einstein. (Lea también: Cinco datos para entender qué son las ondas gravitacionales)

Científicos de Ligo (que en español significa Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría de Láser) determinaron que las ondas gravitacionales detectadas (lo lograron en septiembre pasado) nacieron en la última fracción de segundo antes de la fusión de dos agujeros negros que se dio hace unos 1.300 millones de años. Cada uno de ellos era entre 29 y 36 veces mayores que el Sol.

La comparación de los momentos de llegada de las ondas gravitacionales a los dos detectores Ligo (7,1 milisegundos de diferencia) distantes 3.000 kilómetros uno del otro, y el estudio de las características de las señales medidas, confirmaron la detección.

El fuerte está en esos detalles que viene revelando Ligo. ‘Falsos positivos’ pasados han alimentado el escepticismo, por lo que los autores de la investigación deben convencer a la comunidad científica de que su detección despeja toda duda. En marzo del 2014, el equipo del telescopio Bicep2, liderado por Estados Unidos, afirmó haber detectado evidencia, pero la misión Planck, de la Agencia Espacial Europea (ESA), lo desvirtuó meses más adelante.

En cualquier caso, pensar que el espacio alrededor de nosotros se estira y se encoge al ritmo de los sonidos producidos por dos agujeros negros en una galaxia lejana no deja de ser apasionante.Esta guía ayuda a entender por qué se trata de un hecho trascendental.

¿Qué son?

La relatividad general es una teoría sobre la gravedad, esa fuerza omnipresente que hace que los cuerpos con masa se atraigan unos a otros. La belleza de la idea de Einstein reside en entender el espacio y el tiempo, no como los entes absolutos e inmutables en los que estamos acostumbrados a pensar, sino como protagonistas activos en el funcionamiento del universo: entes maleables que pueden cambiar de forma, estirarse y encogerse.

La gravedad –nos enseñó Einstein– es el efecto de la curvatura del espacio-tiempo como resultado de la presencia de masa y energía: la Tierra gira alrededor del Sol no porque exista una fuerza invisible que la mantiene en órbita, sino porque la gran masa del Sol curva el espacio a su alrededor, y nuestro planeta simplemente se mueve libremente en ese espacio curvo.

Las ondas gravitacionales son, entonces, una manifestación extrema de esta interacción entre la materia y el espacio. En eventos altamente energéticos, como la colisión de dos agujeros negros o los momentos iniciales del universo, justo después del Big Bang, el espacio-tiempo se curva de manera rítmica y eso genera una curvatura periódica del espacio, una onda que viaja a través del espacio de la misma manera que las ondas de presión se propagan a través del aire para generar sonido. Predichas por la teoría, esas ondas, que permanecen elusivas, son las que intentan detectar experimentos como el de Ligo.

Las ondas gravitacionales no son fáciles de ‘cazar’. Su detección, primero, es un gran reto tecnológico. Esas deformaciones que generan en el espacio-tiempo, medidas en las grandes distancias que nos separan de estos eventos, son minúsculas.

Para ejemplificarlo, pensemos en un protón, una de las partículas minúsculas que componen los átomos de los que están hechos nuestros cuerpos. Para confirmar su existencia, los ‘cazadores’ de ondas gravitacionales deben ser capaces de medir cambios de longitud equivalentes a una milésima parte del diámetro de ese protón. A esto se suma que existen muchos efectos que pueden alterar las distancias entre los equipos usados para medir, como el viento, los movimientos sísmicos o las imperfecciones de los instrumentos. Por eso, el reto de Ligo es histórico.

Si la detección se confirma, no solo le daría la razón una vez más a la teoría de la gravedad de Einstein, sino que abriría una nueva ventana para estudiar el universo. Una a través de la cual nunca hemos observado. Volviendo a la analogía del sonido, las ondas gravitacionales nos darían la oportunidad de “escuchar” eventos remotos y extremos, como la colisión de dos agujeros negros.

Esto significaría una prueba directa de la existencia de estos objetos (hasta el momento ha sido solo una existencia inferida) y permitiría medir propiedades específicas, como sus masas y la distancia a la que se orbitan. Hay más: estudiando la velocidad a la que se propagan estas ondas gravitacionales podremos saber si tienen la misma naturaleza de la luz, cuyas partículas (los fotones) no tienen masa, o si por el contrario la partícula de la gravedad (el gravitón) tiene una –aunque pequeña–, lo que impactaría las teorías de la física fundamental. Además, se podría determinar con precisión la distancia a la fuente de estas ondas gravitacionales y de esta forma contar con una nueva forma de medir el universo en escalas de millones de años luz.

JUAN RAFAEL MARTÍNEZ

Investigador del Harvard

Smithsonian Center for Astrophysics

@juramaga

TOMADO DE EL TIEMPO