Recientemente un importante descubrimiento en el área de la
física se ha estado paseando por las noticias. Se trata de una de las últimas
predicciones realizadas por Einstein en su Teoría de la Relatividad que aún
quedaba sin probar: las ondas gravitacionales.
El concepto en sí no implica demasiada dificultad. Casi cualquier
tipo de medio puede propagar ondas. Estas son energía que viaja a través de
este medio haciéndolo contraerse y expandirse. Las ondas más familiares para
nosotros son la que viajan a través de la superficie del agua. Pero una onda
puede viajar por el aire, a través de objetos sólidos e incluso a través del
vacío, moviéndose a través de un campo electromagnético.
El espacio-tiempo no es una excepción en este aspecto y las
ondas pueden viajar a través de él. Creo que la mayoría ya estamos
familiarizados con la típica representación de la fuerza de la gravedad como un
deformación del espacio tiempo. Nos tenemos que imaginar este como una especie
de sabana, hundida por un objeto muy masivo, como el Sol, y después al dejar
caer objetos más pequeños como nuestro planeta tierra, estos caen hacia el
objeto mayor, pero debido a su gran velocidad, se mantienen girando en la
pendiente en vez de dirigirse al centro.
Con esta sábana en mente, no es difícil imaginar ondas
recorriendo la misma. El problema es que este tipo de ondas son muy sutiles y
difíciles de detectar. Aunque las ondas electromagnéticas atraviesan
necesariamente la tierra, las únicas que se pueden detectar son las más
potentes. Afortunadamente, algunos tipos
de eventos astronómicos crean ondas con de una gran fuerza, en comparación con
las ligeras vibraciones que la atraviesan la mayor parte del tiempo, como si cogiéramos
un remo y agitáramos con fuerza la superficie de una piscina.
En concreto los únicos objetos tan masivos como para crear
ondas gravitacionales detectables serían las estrellas de neutrones y los
agujeros negros. Ambos fenómenos provienen del colapso de estrellas de una gran
masa. Muy a menudo, un sistema binario, con dos estrellas girando una alrededor
de la otra colapsa, y los resultantes agujeros negros o estrellas de neutrones
se mantienen girando uno alrededor de otro. Es esta danza entre parejas de
algunos de los objetos más pesados y poderosos del universo la que agita el
tejido del espacio-tiempo de forma tan violenta que puede ser detectada.
La forma de detectarlo es sencilla en teoría e infinitamente
compleja en la práctica. Las ondas gravitatorias al atravesar el espacio tiempo,
hacen que este se contraiga, junto con los objetos que están en el, como la
tierra. Nos pondríamos imaginar la tierra estrujándose y estirándose al paso de
las ondas y visualizaríamos el concepto que permite la detección correctamente.
La dificultad se encuentra en que el ancho de la oscilación es menor que el
diámetro de un átomo.
Dado el grado de complejidad del experimento, ha sido
necesario crear un enorme proyecto solo para la detección de estas ondas. El
nombre del proyecto es LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave
Observatory), y está coordinado por las prestigiosas universidades MIT y
Caltech, con dos centros en Luisiana y Washington, en los EEUU.
El experimento consiste en el uso de dos interferómetro (en la
foto arriba) ,
uno en cada centro. Estos son básicamente enormes tubos de 4 kilómetros, en
vacío, posicionados en perpendicular uno respecto al otro. Después, un laser se
dispara y se divide para que parte de la luz recorra cada uno de los dos tubos,
rebote al final de estos y vuelva al inicio. En ese momento un detector
registra si se produce algún patrón de interferencia, y mediante este, es
posible detectar si un tubo se ha contraído durante el experimento debido a una
onda gravitacional, ya que si ese el caso, las ondas no llegarían al mismo
tiempo.
Y esto es precisamente lo que los técnicos del LIGO
encontraron durante la madrugada del 14 de septiembre de 2015, y lo que
recientemente han confirmado haciendo llegar la noticia a la prensa mundial.
Aunque inicialmente pueda parecer un descubrimiento de no
demasiada relevancia, las posibilidades de exploración que se abren en el campo
de la cosmología son enormes. Hay que tener en cuenta que hasta ahora, las
radiaciones electromagnéticas, como la luz o las microondas, eran la única forma
que los científicos tenían de explorar el universo. Esto se debe a que de las 4
fuerzas de la física conocidas, el electromagnetismo, la gravedad, la fuerza
atómica fuerte y la fuerza atómica débil, dos son de tan corto alcance que se
restringen al núcleo del átomo. Y hasta ahora, la interacción gravitatoria era
tan débil que las ondas vinculadas eran indetectables como ya hemos visto. Pero
a partir de ahora se abre un nuevo espectro de posibilidades que nos puede
llevar a observar objetos y fenómenos astronómicos nunca vistos.
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