Hace 100 años Albert Einstein predijo la existencia de ondas gravitacionales como parte de su Teoría General de la Relatividad. Durante décadas, los científicos habían intentado, sin éxito, detectar estas ondas que muestran cómo los objetos hacen que el espacio-tiempo se curve. Hasta este 11 de febrero de 2016. Este jueves, un equipo de físicos de Estados Unidos anunció que pudo identificar señales claras de estas arrugas del Universo en dos laboratorios del Observatorio Avanzado de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales, conocido como LIGO.
Según los expertos, las ondas captadas vienen de la colisión de dos agujeros negros, uno 29 veces más grande que el Sol y el otro con un tamaño 36 veces mayor, los que crearon un nuevo agujero 62 veces la masa de nuestra estrella solar.
Según la teoría de Einstein, todos los cuerpos en movimiento emitimos estas ondas que, de la misma forma que una piedra afecta el agua donde cae, producen perturbaciones en el espacio. Y fue el 25 de noviembre de 1915 cuando Albert Einstein presentó la versión final de sus ecuaciones del campo ante la Academia Prusiana de las Ciencias. Estas son la base de su Teoría General de la Relatividad, un pilar fundamental de la física moderna que ha transformado nuestra comprensión del espacio, el tiempo y la gravedad. Gracias a ella hemos podido entender muchas cosas: desde la expansión del Universo hasta el movimiento de los planetas y la existencia de los agujeros negros.
Pero Einstein también propuso la presencia de ondas gravitacionales. Estas son, esencialmente, las ondulaciones de energía que distorsionan la estructura del tiempo y el espacio. Y Einstein predijo que el universo estaba repleto de ellas:
¿Qué son las ondas gravitacionales?
Son pequeñas deformaciones en el tejido del espacio-tiempo que recorren todo el Cosmos. Imagina que el Universo es una cama elástica. Si arrojamos sobre ella una pluma, no pasará nada. Pero si arrojamos un balón de baloncesto, el tejido se curvará por el peso. Y más, cuanto más grande sea el balón. Es decir, tal y como define la teoría general de la relatividad de Einstein, la materia dice al espacio y al tiempo cómo curvarse. Sin embargo, esa deformación no siempre se queda cerca del cuerpo masivo, sino que se puede propagar a través del Universo, al igual que las ondas sísmicas se propagan en la corteza terrestre. Esas son las ondas gravitacionales, pero a diferencia de las sísmicas, pueden viajar en el espacio vacío a la velocidad de la luz.
¿Por qué su descubrimiento es importante?
Albert Einstein predijo la existencia de las ondas gravitacionales hace cien años, pero creía que eran extremadamente débiles y, por lo tanto, imposibles de encontrar. Desde entonces, investigadores de todo el mundo han intentado dar con ellas. Su hallazgo podría ayudar a detectar algunos de los eventos más violentos del Cosmos, como la fusión de agujeros negros y de estrellas de neutrones, la explosión de supernovas e incluso la del Big Bang, que dio origen al Universo hace 13.800 millones de años. Además, su aparición podría dar origen a una nueva era de la astronomía, con una fuente de información sobre los objetos distantes independiente de la luz y otras formas de radiación electromagnética.
¿Qué provoca las ondas gravitacionales?
Las ondas gravitacionales son creadas por masas en movimiento. Pero debido a que la gravedad es la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales, estas ondas son extremadamente pequeñas, produciendo, según los físicos, desplazamientos máximos 1.000 veces menores que el diámetro de un protón. Ondas de esta fuerza solo pueden ser provocadas por sistemas muy masivos sometidos a grandes aceleraciones, como por ejemplo dos agujeros negros en órbita que están a punto de fusionarse en uno. Dado que los sistemas como estos son raros, están a años luz de distancia. Por lo tanto, la búsqueda de ondas gravitacionales persigue los efectos diminutos de algunos de los sistemas astrofísicos más energéticos de las profundidades del Universo.
¿Cómo las busca LIGO?
LIGO (Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales) es un conjunto de dos detectores gemelos, ubicados en Livingston (Louisiana) y Hanford (Washington) dedicado a recoger los pequeños movimientos del espacio-tiempo provocados por las ondas gravitacionales que llegan a la Tierra. Cada detector lanza haces de luz láser de 4 km de largo, en brazos que están dispuestos en forma de «L». Si una onda gravitacional pasa a través del sistema detector, la distancia recorrida por el rayo láser varía por una cantidad minúscula, miles de veces más pequeña que el diámetro de un núcleo atómico. Si LIGO recoge esa diferencia, detecta una onda gravitacional. Al tener dos instalaciones gemelas, LIGO reduce los rumores terrestres, como el tráfico y los terremotos. Los detectores internacionales incluyen VIRGO en Italia, GEO en Alemania y TAMA en Japón.
¿Pero no se habían descubierto hace dos años?
En marzo de 2014, físicos del Centro Harvard-Smithsonian para la Astrofísica anunciaron la primera detección de ondas gravitacionales. El anuncio fue recibido como el hallazgo del siglo XXI, digno de un premio Nobel. Sin embargo, poco tiempo después surgieron las primeras dudas y el rechazo a los resultados. El análisis conjunto de los datos de la sonda Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA) y el telescopio BICEP2 en la Antártida, el mismo instrumento que hizo la primera detección, confirmaron que no había pruebas concluyentes para respaldar el descubrimiento. Las ondas gravitacionales nunca habían sido detectadas. Fueron confundidas con el polvo interestelar de nuestra galaxia, que puede producir un efecto similar.
Pero ahora, gracias a la observación directa de las ondas gravitacionales, se abre una nueva ventana al cosmos, una que no hubiese sido posible sin Einstein.
Fuentes: BBC Mundo y ABC.es