Un avance hacia el sueño de Einstein

Javier Cuevas OVIEDO

CULTURA

Los hallazgos de Rainer Weiss, Barry C. Barish y Kip S. Thorne abren un camino hacia la unificación de la relatividad general y la mecánica cuántica

16 oct 2017 . Actualizado a las 05:00 h.

El 16 de febrero de 2016 la colaboración científica LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) junto con la colaboración VIRGO anunciaron por primera vez la detección de ondas gravitacionales, las famosas ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo. Las dos colaboraciones realizaron una publicación, que ya puede considerarse histórica, en la que se mostraba la señal de la onda gravitacional producida por la colisión de dos agujeros negros 36 y 29 veces más pesados que el sol, y que tuvo lugar hace unos 1.300 millones de años, o que se produjo a una distancia de aproximadamente 1.300 millones de años luz. Una segunda señal se detectó tres meses más tarde y una tercera en enero de 2017, anunciada en junio. Ambas colaboraciones, LIGO y Virgo, anunciaron hace dos semanas que habían detectado la señal de una cuarta onda gravitacional, la primera usando tres detectores diferentes, los dos de LIGO en Hanford, al sureste del estado de Washington, y en Livingston, en Luisiana, ambos en Estados Unidos, y el de Virgo cerca de Pisa, en Italia. Esta detección directa, ha confirmado una de las predicciones de la relatividad general de Einstein, realizada hace casi un siglo. Este fenómeno, había sido probado, pero solo indirectamente, en 1974, estudiando el periodo de la órbita de un pulsar binario. Este pulsar ha continuado siendo observado desde entonces y se ha confirmado que las modificaciones en su órbita estaban completamente de acuerdo con las predicciones de la relatividad general en el sentido que la disminución del periodo de su órbita es consistente con la pérdida de energía esperada debida a la emisión de ondas gravitacionales. R. A. Hulse y J.H. Taylor, Jr., recibieron el premio Nobel en 1993 por este descubrimiento.

Las ondas gravitacionales están causadas por algunos de los procesos más violentos y energéticos que se producen en el Universo. Se crean cuando una masa se acelera, como, por ejemplo, la colisión de dos agujeros negros que giran uno alrededor del otro, el colapso del core de una estrella dando lugar a supernovas, o colisiones de estrellas de neutrones o enanas blancas. Estas ondas viajan a la velocidad de la luz a lo largo de todo el universo, portando información acerca de su origen, así como posiblemente, de la naturaleza intrínseca de la interacción gravitatoria. Einstein pensaba que, en realidad, nunca podrían llegar a observarse, pues la interacción de la onda gravitacional con la materia sería demasiado débil para ser detectada directamente. Cuando estas ondas llegan a la tierra, producen modificaciones del espacio-tiempo miles de veces más pequeñas que el tamaño del núcleo atómico, de ahí en parte la extraordinaria dificultad de su detección.

Durante siglos, se ha observado la luz, que proviene de diferentes partes de nuestro Universo (estrellas, galaxias, etc.) con telescopios cada vez más potentes y sofisticados en un amplio rango de longitudes de onda. Ello nos ha permitido ir entendiendo no solo estos objetos, sino otros aspectos relacionados con el origen, las características, y en cierta medida con el destino del Universo. De modo complementario, durante las últimas décadas, se han ido construyendo otros instrumentos que han permitido realizar nuevos avances en la comprensión del Universo, explotando otras formas de radiación, neutrinos, rayos cósmicos, y recientemente, ondas gravitacionales.