Descobert el primer senyal d¡¯ones gravitacionals

L¡¯¨²ltima gran predicci¨® d¡¯Albert Einstein sobre l'univers s'acaba de confirmar un segle despr¨¦s: les ones gravitacionals existeixen i un experiment als EUA les ha detectat per primera vegada.

Segons la Teoria General de la Relativitat hi ha objectes que converteixen part de la seva massa en energia i la desprenen en forma d'ones que viatgen a la velocitat de la llum i deformen al seu pas l'espai i el temps. La font d'ones gravitacionals per antonom¨¤sia ¨¦s la fusi¨® de dos forats negres supermassius, un dels esdeveniments m¨¦s violents que han existit despr¨¦s del Big Bang. El geni alemany les va predir l¡¯any 1916, per¨° tamb¨¦ va advertir que, si realment hi ha fusions d'aquest tipus, es produeixen tan lluny que les seves vibracions serien indetectables des de la Terra.

Els responsables de l¡¯Observatori d¡¯Interferometria L¨¤ser d¡¯Ones Gravitacionals (LIGO), als EUA, han anunciat avui que han captat les ones produ?des pel xoc de dos forats negres, la primera detecci¨® directa que confirma la teoria d¡¯Einstein. L'anunci s'ha fet en una confer¨¨ncia de premsa que s¡¯ha fet a Washington i s¡¯ha retransm¨¨s per Internet. Els resultats cient¨ªfics han estat acceptats per publicar-los a la Physical Review Letters, segons ha informat en una nota l¡¯Institut Tecnol¨°gic de Calif¨°rnia (Caltech).

"Senyores i senyors, hem detectat les ones gravitacionals. Ho hem aconseguit", ha exclamat el director executiu del LIGO, David Reitze. "Hem trigat mesos a veure que realment eren les ones gravitacionals, per¨° el que ¨¦s veritablement emocionant ¨¦s el que ve despr¨¦s, obrim una nova finestra a l¡¯Univers", va afegir.

¡°Es un descobriment hist¨°ric, que obre una nova era en la comprensi¨® del cosmos

El primer senyal es va captar el 14 de setembre en els dos detectors id¨¨ntics d'aquest experiment, situats un a 3.000 quil¨°metres de l'altre. El senyal venia d'una fusi¨® que es va produir fa 1.300 milions d'anys i va consistir en el violenta xoc de dos forats negres la massa dels quals ¨¦s entre 29 i 36 vegades m¨¦s gran que la del Sol. Els dos forats es van fondre en un alliberant una energia equivalent a tres masses solars, que va sortir despresa en forma d'ones gravitacionals en una fracci¨® de segon. I tot aquest proc¨¦s de massa transformant-se en energia en fraccions de segon el descriu a la perfecci¨® l'equaci¨® m¨¦s famosa del m¨®n E=mc² [l¡¯energia ¨¦s igual a la massa per la velocitat de la llum al quadrat].

La troballa obre un nou cam¨ª en astronomia, que fins ara s'havia centrat en la llum en totes les seves variants conegudes, per¨° aquestes ones s¨®n comparables al so i permeten estudiar objectes que eren totalment invisibles fins ara, especialment els forats negres.

Les nostres orelles comencen a escoltar ¡°la simfonia de l'univers¡±, en paraules d¡¯Alicia Sintes, f¨ªsica de la Universitat de les Illes Balears (UIB) i l¨ªder de l'¨²nic grup espanyol que ha participat en la troballa. ¡°?s un descobriment hist¨°ric, que obre una nova era en la comprensi¨® del cosmos¡±, ha destacat.

El seu equip ha realitzat simulacions amb superordinadors que reprodueixen, segons la llei de la relativitat, tots els fen¨°mens que podrien produir aquestes ones: parelles d'estels de neutrons, supernoves, forats negres... Aquestes simulacions s'han comparat amb la freq¨¹¨¨ncia del senyal real que capta el LIGO i aix¨ª se sap qu¨¨ ha passat exactament, quina ¨¦s la font de les ones, la dist¨¤ncia a la qual es troba, etc.

¡°?s semblant a aquelles aplicacions que escolten una can?¨® en un bar i et diuen l'artista i el nom del tema encara que hi hagi molt de soroll al voltant¡±, explica Sascha Husa, investigador de la UIB i desenvolupador de les simulacions. ¡°A part del Big Bang, les fusions de forats negres s¨®n els successos m¨¦s lluminosos de l'univers¡±, assegura.

Confirmar Einstein no ¨¦s el m¨¦s important. Aquesta troballa obre ara la possibilitat d'utilitzar aquestes ones per estudiar l'univers d'una manera totalment nova. Les ones gravitacionals permetran estudiar ¡°com es formen els forats negres, quants n¡¯hi ha i tamb¨¦ con¨¨ixer amb m¨¦s detall el cicle vital dels estels i de l'univers¡±, ressalta Husa. M¨¦s encara, aquest tipus de senyals mostraran si aquests violent¨ªssims successos es produeixen tal com prediu la teoria de la relativitat d¡¯Eisntein o si n¡¯hem de buscar una altra de nova per entendre'ls.

Els objectes que produeixen ones gravitacionals se situen a milions d'anys llum, tan lluny de la Terra que quan arriben al nostre planeta s¨®n ¨ªnfimes ondulacions de l'espai i el temps. Per captar-les ha estat necessari construir el LIGO avan?at, liderat pels instituts tecnol¨°gics de Calif¨°rnia i Massachusetts Caltech i MIT, en el qual participa una col¡¤laboraci¨® d'uns 1.000 cient¨ªfics de 15 pa?sos.

El LIGO ¨¦s l'instrument ¨°ptic de precisi¨® m¨¦s gran del m¨®n, amb dos detectors separats per 3.000 quil¨°metres, un a Louisiana i l'altre a l¡¯Estat de Washington, al nord-oest dels EUA. Tots dos estan formats per dos feixos de llum l¨¤ser de quatre quil¨°metres la longitud exacta de quatre quil¨°metres dels quals seria modificada al pas per una ona gravitacional. L'instrument ¨¦s capa? de detectar una variaci¨® equivalent a la deumil¡¤l¨¨ssima part del di¨¤metre d'un nucli at¨°mic, la mesura m¨¦s precisa feta mai per un instrument cient¨ªfic, segons els seus responsables. La construcci¨® d'aquest experiment la van proposar per primera vegada el 1980 Kip Thorne i Ronald Drever, de Caltech, i Rainer Weiss, professor de f¨ªsica al MIT. ?s molt probable que aquest descobriment els suposi un premi Nobel pr¨°ximament.

A partir d'ara caldr¨¤ confirmar aquesta primera detecci¨® de LIGO i captar senyals d'esdeveniments diferents. En aix¨° treballen molts equips cient¨ªfics al voltant del m¨®n. A part de LIGO, aquest any comen?ar¨¤ a funcionar una versi¨® millorada d'un altre gran observatori d'ones gravitat¨°ries a Europa: VIRGO. A m¨¦s, s'acaba de llan?ar LISA Pathfinder, una missi¨® de demostraci¨® per a un futur observatori espacial d'aquest tipus de fen¨°mens.