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Las claves para entender las ondas gravitacionales, el santo grial de la ciencia

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El mundo científico recibió ansioso el jueves por la tarde el anuncio sobre las ondas gravitacionales surgidas de las teorías de Albert Einstein, detectadas directamente por primera vez.

A continuación, tres aspectos fundamentales para comprender este acontecimiento.

Pregunta: ¿Qué es una onda gravitacional?

Respuesta: Una onda gravitacional es una ondulación ínfima del espacio-tiempo que se propaga en el Universo a la velocidad de la luz.

Estas ondas fueron presentadas conceptualmente hace 100 años por Albert Einstein, el célebre físico, como una consecuencia de su teoría de la relatividad general.

Einstein describe la gravedad como una deformación del espacio. Las masas, como el Sol por ejemplo, curvan el espacio. Un poco como cuando alguien se sube en una cama elástica.

Si las masas son pequeñas, la deformación es débil (una uva en una cama elástica no la altera). Si las masas son grandes, la deformación es importante (una persona sobre una cama, deforma la tela elástica).

Si las masas se desplazan y tienen una aceleración, esas deformaciones se desplazan y se propagan a través del espacio, formando ondas gravitacionales.

Para ilustrar esas oscilaciones se emplea a menudo la imagen de las ondas que se propagan en la superficie de un lago cuando se arroja una piedra. Cuanto más lejos, la onda se va debilitando.

Las ondas gravitacionales que estamos buscando son las producidas por fenómenos astrofísicos violentos como la fusión de dos agujeros negros o la explosión de estrellas masivas.

Las otras son muy minúsculas como para que podamos observarlas. Pero nos rodean sin que seamos conscientes de ello y sin consecuencias para nosotros.

P: ¿Por qué entonces es importante conseguir detectar de manera directa estas ondas gravitacionales?

R: Detectarlas confirmaría la teoría de la relatividad general de Einstein. Sería un día histórico para recordar por los físicos. Y sus principales descubridores pueden aspirar a un premio Nobel.

Más concretamente, esto abriría el camino de una nueva astronomía, “la astronomía gravitacional”.

Además de los diversos medios electromagnéticos que permiten observar el cosmos actualmente, los astrofísicos dispondrían de una nueva herramienta para observar los fenómenos violentos en el Universo. La detección de esas ondas gravitacionales permitiría ver lo que pasa “en el interior” durante la fusión de dos agujeros negros, por ejemplo.

Para nosotros, ese descubrimiento sobre las ondas gravitacionales no cambiará nuestras vidas de un día al otro. Pero los avances tecnológicos realizados para poner a punto los detectores de ondas podrían reflejarse en nuestra vida diaria.

P: ¿Cómo está organizada la detección de las ondas gravitacionales?

R: Albert Einstein era consciente de que sería muy difícil observar las ondas gravitacionales. Durante unos 50 años no ocurrió nada particular. Pero luego, en los años 1950, el físico estadounidense Joseph Weber se puso como objetivo encontrarlas y construyó los primeros detectores.

Pero entre tanto, se pusieron en evidencia pruebas indirectas de la existencia de las ondas gravitacionales.

En 1974, la observación de un púlsar –una estrella de neutrones que emite una radiación electromagnética intensa en una dirección dada, como un faro–, en órbita alrededor de otro astro, permitió deducir que esas ondas existían.

Russell Hulse y Joseph Taylor recibieron el premio Nobel de Física en 1993 por el descubrimiento de ese púlsar.

En los años 1990, Estados Unidos decidió construir el LIGO (por las siglas en inglés de Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales), un observatorio ambicioso compuesto por dos instrumentos gigantes, que utilizan como fuente luminosa un láser infrarrojo. Uno de ellos está en Louisiana y el otro en el estado de Washington.

Francia e Italia hicieron lo mismo, con el Virgo, cerca de la ciudad de Pisa.

En 2007, LIGO y Virgo decidieron trabajar juntos, intercambiando datos en tiempo real y analizando los resultados conjuntamente.

En los últimos años los instrumentos del LIGO fueron sometidos a importantes modificaciones que lo mantuvieron inactivo.

El detector “avanzado” LIGO volvió a funcionar en septiembre de 2015. Y es en esa dirección a la que apuntan ahora todas las miradas.

Virgo también fue sometido a ese mismo tipo de transformaciones pero todavía no ha vuelto a entrar en servicio y está programado que vuelva a funcionar en el otoño boreal.

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