La teoría de la relatividad general de Albert Einstein revolucionó la física y, hasta hoy, contrastar a través de la observación algunos de sus postulados desvela a más de un investigador alrededor del mundo. En ese entonces, el físico alemán reconoció que los cuerpos más violentos del cosmos liberan parte de su masa en forma de energía a través de estas ondas, pero en primera instancia pensó que no sería posible detectarlas debido a que se originan demasiado lejos y serían imperceptibles al llegar a la Tierra.

Ayer, jueves 11, un grupo de científicos, entre ellos la cordobesa Gabriela González, reveló que se detectó por primera vez de manera directa este fenómeno en una multitudinaria conferencia de prensa en Washington. De este modo, los científicos del observatorio estadounidense de interferometría láser (LIGO) pusieron fin a meses de rumores y gran expectación entre la comunidad investigadora ante un hallazgo que abre la puerta a redescubrir el Universo, esta vez, sin necesidad de la luz. 

Las ondas fueron localizadas a las 9.51 GMT del pasado 14 de septiembre por los dos detectores de LIGO: uno ubicado en Livingston (Luisiana, EE.UU.) y otro en Hanford (Washington). Los físicos concluyeron que las ondas gravitacionales detectadas se produjeron durante la fracción final de un segundo de la fusión de dos agujeros negros en uno más masivo. 

Este hallazgo abre una nueva puerta en la astronomía, porque hasta ahora los científicos se han valido de diferentes formas de luz (ondas electromagnéticas) para observar el universo. Las ondas gravitacionales transportan información acerca del movimiento de los objetos en el universo, y se espera que permitan observar la historia del cosmos hasta instantes remotos. El gran descubrimiento que supone la detección de estas ondas encierra la promesa de lo desconocido: poder mirar al Universo con un nuevo par de ojos que no dependen de la luz. Por ello, Oscar Reula y Carlos Kozameh, investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet) en el Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG, Conicet-UNC) hablan al respecto.
 

¿Qué son las ondas gravitacionales?

O.R: Serían como arrugas en el espacio-tiempo, causadas por objetos de gran tamaño que, al moverse, producen una onda que se propaga, como ocurre cuando una piedra cae en una laguna. Estas ondas no se deforman, viajan sin perturbarse y, si se las analiza, pueden brindar información acerca del proceso que tuvo lugar cuando se crearon. Por lo tanto, constituyen una nueva fuente para conocer el universo y es por eso que medirlas despertó tanto interés. Las ondas gravitacionales deforman el tiempo y el espacio y, en teoría, viajan a la velocidad de la luz. Su paso puede modificar la distancia entre planetas, aunque de forma muy leve.

¿De dónde vienen?

C.K: Provienen principalmente de la fusión de objetos masivos, pero estos fenómenos no son muy frecuentes y además suceden a millones de años luz del Sistema Solar, pero en general se generan por objetos muy masivos sometidos a fuertes aceleraciones o cuerpos masivos no homogéneos rotando a gran velocidad. Pueden ser fuentes de estas ondas la explosión de una supernova e incluso la formación de un agujero negro.

¿Cómo pueden ser medidas?

O.R: Para medir una onda gravitacional se puede cuantificar la distancia relativa entre dos cuerpos y la variación que sufre cuando la onda pasa. La interferometría láser es una técnica que permite registrar estas pequeñísimas magnitudes con la precisión necesaria para obtener información directa de qué es lo que ocurre en el espacio-tiempo y de la dinámica de los objetos que crearon esa onda y es la técnica utilizada por LIGO.

¿Qué es LIGO?

C.K: LIGO es un experimento de detección de ondas gravitacionales. La sigla proviene de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (Observatorio de interferometría láser de ondas gravitacionales). Su misión era confirmar la existencia de estas ondas predichas por la teoría de la relatividad general de Einstein. Se trata de un instrumento óptico de precisión desarrollado por los institutos tecnológicos de California (Caltech) y Massachusetts (MIT), y la Colaboración Científica LIGO, en la que participan unos mil investigadores de 15 países.

¿Cómo funciona la interferometría láser?

O.R: En un túnel con forma de “L”, cuyos brazos miden 4 km de largo cada uno, se emite desde el vértice un láser que viaja simultáneamente hacia dos espejos ubicados cada uno en el extremo de uno de los lados. Cuando el láser rebota, debe volver desde los dos espejos al punto de inicio, al mismo tiempo. Si una onda atraviesa la trayectoria del láser y deforma el espacio-tiempo en esa zona, esto no ocurrirá y las distancias entre los dos brazos se acortarán. Las diferencias que se registren van a brindar la información necesaria para hacer los cálculos que determinen el origen de la onda captada.

¿Por qué es importante este descubrimiento?

O.R: Por varias razones. Por un lado, confirma la existencia de las ondas gravitacionales, lo cual ya se sabía indirectamente al haberse medido la aceleración de los períodos orbitales de binarias conteniendo un pulsar, esa aceleración es una consecuencia directa de la disipación de energía gravitacional por las ondas que se producen en estos sistemas. En este caso se trata de una observación directa del fenómeno. Por otro lado, se trata de un instrumento de una precisión inimaginable, las distancias que se miden son del orden de las del radio del protón. De hecho, mucha gente descreía de que se pudiese llegar a tales precisiones. Es un instrumento maravilloso. Finalmente, porque se abre una nueva ventana para escrutar el universo. Lo podemos comparar con el momento histórico cuando Galileo dirigió su primer telescopio al cielo y comenzó a ver un universo insospechado. Cada vez que hemos observado el universo con un instrumento novedoso hemos encontrado fenómenos que no habíamos imaginado antes. Creo que este será el caso con estos nuevos instrumentos, se ha creado una nueva disciplina que nos dejará boquiabiertos.

C.K: Es una confirmación de Relatividad General en límite de altas energías. Es increíble que a 100 años de su creación, Einstein nos siga sorprendiendo con su inteligencia.