Astrofísico asturiano del CSIC

A la espera de las ondas gravitacionales

Científicos del experimento LIGO pueden anunciar mañana un descubrimiento fantástico

Todos conocemos la electricidad y sabemos que las cargas eléctricas de distinto signo se atraen, y las de igual signo se repelen. Mucha gente ha oído que los físicos describimos el modo en que se extiende la acción entre las cargas usando el "campo electromagnético". El campo puede vibrar, y esas vibraciones constituyen unas ondas que percibimos de muchas formas aparentemente diferentes (luz, ondas de radio, microondas, rayos X...) pero que son manifestaciones del mismo fenómeno.

En 1916 Albert Einstein publicó su Teoría de la Relatividad General, en la que por primera vez se presentaban el espacio y el tiempo como una única entidad, que se podía deformar ante la presencia de materia, y explicaba de ese modo lo que nosotros observamos como la fuerza de la gravedad. Desde entonces esta teoría ha sido comprobada con gran precisión en muchos experimentos diferentes -de hecho la comprobamos a diario cada vez que utilizamos el GPS de nuestro teléfono.

Pero una predicción de la Teoría quedó sin observar durante todo un siglo. Las ecuaciones utilizadas por Einstein, similares a las del campo eléctrico, predecían un tipo de ondas asociadas al campo gravitatorio de modo similar a como la luz se asocia al campo electromagnético. Las llamamos ondas gravitacionales, y (con algunas excepciones) son emitidas por cualquier objeto masivo en movimiento. Una fuente ideal sería, por ejemplo, una pareja de cuerpos muy masivos girando uno alrededor del otro. Detectar y estudiar estas ondas sería equivalente a adquirir un nuevo y totalmente diferente sentido: hasta ahora sólo podíamos ver el cielo, con ellas podríamos también escuchar "cómo suena".

Una onda gravitacional provoca una pequeña distorsión del espacio. Si tuviéramos una serie de cuerpos en reposo distribuidos en un círculo, al paso de la onda sus posiciones se desplazarían levemente para formar una elipse, antes de volver a su lugar. El problema es que, para los tipos de ondas que se producirían incluso en los fenómenos más violentos del cielo, la distorsión sería tan pequeña como una parte en 1020: una parte en cien trillones. Por ejemplo, la distancia de la Tierra a la Luna variaría menos que el tamaño de un átomo. Puede parecer un caso perdido, pero el ingenio conjunto de físicos e ingenieros nos ha llevado por primera vez al umbral donde esa precisión puede alcanzarse. Experimentos como LIGO (Estados Unidos, recientemente mejorado) y Virgo (europeo, situado cerca de Pisa) han funcionado ya durante años, alcanzando límites que se acercan a los necesarios.

Hace unos meses comenzaron a correr rumores acerca de la posibilidad de que LIGO hubiera detectado algo interesante. Se apagaron poco a poco, entre la discreción de los responsables del experimento y la conocida dificultad de la detección. No obstante los rumores remontaron hace una semana, cuando un científico canadiense anunció que "sus colegas habían visto el artículo de LIGO". Habrían observado las últimas fases de la fusión de dos agujeros negros cayendo en espiral uno hacia el otro, con una masa total de más de 60 veces la masa del Sol, y lo iban a publicar en la revista "Nature" el día 11 de febrero... el día 8 de febrero LIGO anunció una rueda de prensa para el propio día 11, lo que definitivamente ha disparado las expectativas. En España los físicos de la Universidad de las Islas Baleares, el único grupo de nuestro país que participa en LIGO, han anunciado ya su propia rueda de prensa para el mismo día.

¿Habremos observado ondas gravitacionales por primera vez, o sufriremos un chasco provocado por la precipitación? Si la noticia se confirma será, sin duda, uno de los avances en física más importantes de los últimos decenios. Todo un nuevo campo científico se abrirá para ser explorado, y muchos objetos que en la actualidad no pueden ser estudiados por emitir poca o ninguna luz empezarán a ser accesibles. Quedará en cualquier caso muchísimo por hacer para explotar este nuevo sentido, pero el primer paso es siempre el más difícil. Ahora tocará escuchar atentamente...

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