Voluntarios para una predicci¨®n de Einstein
Los f¨ªsicos proponen calcular en miles de ordenadores datos de b¨²squeda de ondas gravitacionales
Cient¨ªficos de varias instituciones de Estados Unidos y Europa han pedido ayuda para computar los datos de observaciones de b¨²squeda de ondas gravitacionales originadas por estrellas de neutrones, una tarea de c¨¢lculo ingente que no puede realizar de momento ni siquiera el m¨¢s potente superordenador, pero que es factible si much¨ªsimas personas permiten que sus ordenadores trabajen para el proyecto en los ratos que no lo usen. Es uno de los programas estrella del A?o de la F¨ªsica y se llama Einstein@home (en ingl¨¦s se lee Einstein en casa), un nombre eficaz elegido sus promotores, aglutinados por la Sociedad Americana de F¨ªsica. Los dos laboratorios que piden la ayuda de esta computaci¨®n distribuida por todo el mundo son el estadounidense Ligo y el europeo Geo, en Alemania.
"Han pasado 85 a?os desde que Albert Einstein revolucion¨® nuestro concepto de la gravedad desarrollando una nueva teor¨ªa en que las consecuencias f¨ªsicas de la gravedad se basan en la curvatura del espacio-tiempo, en lugar de en una fuerza misteriosa entre cuerpos masivos; una predicci¨®n esencial de la nueva teor¨ªa es la existencia de ondas gravitacionales, pero desgraciadamente esta parte de la teor¨ªa, aunque tal vez sea la m¨¢s esencial, es la m¨¢s dificil de comprobar y hasta ahora nadie ha logrado observar directamente dichas ondas", explic¨® Barry C. Barish, director de Ligo, en el lanzamiento oficial de la iniciativa Einstein@home. La presentaci¨®n se hizo en la reuni¨®n anual de la Asociaci¨®n Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS), celebrada recientemente en Washington, en las sesiones dedicadas a la celebraci¨®n de Einstein y el A?o de la F¨ªsica.
La perspectiva hist¨®rica y filos¨®fica a cargo de investigadores que han estudiado, recopilado y editado las obras completas de Einstein ocup¨® el primer seminario; los famosos art¨ªculos de 1905 sobre la existencia de los ¨¢tomos, sobre los cuantos de luz y sobre la teor¨ªa de la relatividad especial centraron varias charlas, entre ellas alguna de divulgaci¨®n, para concluir con la teor¨ªa de la relatividad especial, el impacto de los descubrimientos de Einstein en la f¨ªsica y en otras disciplinas cient¨ªficas y los desaf¨ªos de la f¨ªsica en el siglo XXI.
Los promotores de Einstein@home consideran que, adem¨¢s de ¨²til, es un buen homenaje al genial f¨ªsico su iniciativa de computaci¨®n distribuida, que hereda la experiencia del proyecto Seti, de b¨²squeda de radiose?ales inteligentes extraterrestres.
Ligo est¨¢ formado por dos detectores (uno en el Estado de Washington y otro en el de Louisiana) de cuatro kil¨®metros de longitud con dos brazos en forma de L, dise?ados para identificar las min¨²sculas alteraciones provocadas por el paso de ondas gravitacionales. Dichas ondas embebidas en el espacio-tiempo deben hacer que los haces l¨¢ser se encojan o alarguen casi imperceptiblemente a su paso; el reto de medir el efecto est¨¢ en el l¨ªmite de la tecnolog¨ªa actual. El otro detector, Geo, funciona b¨¢sicamente igual, pero sus brazos son de 600 metros. Tanto Ligo como Geo han arrancado y est¨¢n en fase de ajustes para alcanzar la sensibilidad requerida.
La teor¨ªa de la relatividad general de Einstein (1916) predice que fen¨®menos violentos del universo como colisiones de agujeros negros, explosiones de supernova, estrellas supercompactas en rotaci¨®n o sistemas binarios de astros deben producir arrugas en el espacio-tiempo, arrugas que se desplazan y llevan informaci¨®n sobre su origen y sobre la naturaleza misma de la gravedad.
"Mientras que la radiaci¨®n electromagn¨¦tica supone la propagaci¨®n de los fotones por el espacio, la radiaci¨®n gravitacional es la propagaci¨®n de ondas en el tejido mismo del espacio tiempo. La velocidad de las ondas es la misma en ambos tipos de radiaci¨®n, seg¨²n la teor¨ªa de Einstein", explic¨® Barish. En 1993, Joseph Taylor y Russell Hulse recibieron el premio Nobel por la identificaci¨®n del efecto de ondas gravitacionales en un sistema binario, pero fue una detecci¨®n indirecta, y ahora se trata de hacerlo directamente. Eintein@home es el c¨¢lculo de observaciones de astros supermasivos en rotaci¨®n (p¨²lsares) que, seg¨²n Einstein, si no son perfectamente esf¨¦ricos, emitir¨¢n ondas gravitacionales. El volumen de datos a tratar, tomados con Ligo y Geo, es inmenso.
La computaci¨®n distribuida entre cientos de miles de ordenadores personales significa que el usuario instala en su equipo un software especial que obtiene gratis en la red, de manera que cuando no lo est¨¦ utilizando recibir¨¢ autom¨¢ticamente fragmentos de c¨¢lculo a realizar y, una vez solucionados, los reenviar¨¢ a los ordenadores del proyecto. Los voluntarios dispuestos a participar en la caza de ondas gravitacionales tienen las explicaciones y programas en Internet: http://einstein.phys.uwm.edu
La deuda de la medicina
Toda ciencia es f¨ªsica o coleccionar sellos". Con esta provocadora cita de Ernest Rutherford arranc¨® Elias Zerhouni, director de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de EE UU, su conferencia en la reuni¨®n de la AAAS dedicada a Einstein y el A?o Mundial de la F¨ªsica. Iron¨ªas aparte, Zerhouni record¨® que desde los rayos X a la resonancia magn¨¦tica, los semiconductores, la espectroscopia, el microscopio de efecto t¨²nel y hasta 11 premios Nobel de F¨ªsica entre 1900 y 2000 han sido claves en el avance de la medicina. A continuaci¨®n, mostr¨® la fotograf¨ªa hist¨®rica de Francis Crick y James Watson junto al modelo de la estructura del ADN y dijo: "La colaboraci¨®n entre la f¨ªsica y la biolog¨ªa produjo uno de los descubrimientos m¨¢s significativos del siglo XX".
Zerhouni, m¨¦dico radi¨®logo, se declar¨® convencido de que las ciencias de la vida van a necesitar a¨²n m¨¢s de la f¨ªsica en el siglo XXI para cumplir lo que a su juicio son los retos principales de las ciencias de la salud: la medicina preventiva y la comprensi¨®n a escala molecular y celular de los factores que conducen a la enfermedad.
La regulaci¨®n gen¨¦tica, la prote¨®mica, los avances de las t¨¦cnicas de visualizaci¨®n, la bioinform¨¢tica y la biolog¨ªa computacional son l¨ªneas de investigaci¨®n clave en las ciencias de la vida que cuentan con el apoyo de la otra disciplina.
Zerhouni plante¨® un reto evidentemente interdisciplinario: en el cerebro humano hay 100.000 millones de neuronas con un trill¨®n de sinapsis, "?Puede la f¨ªsica ayudarnos a desentra?ar los misterios del cerebro?". Y acab¨® su conferencia contra otra provocadora cita, ¨¦sta de Einstein: "La l¨®gica te llevar¨¢ de A a B; la imaginaci¨®n te llevar¨¢ a cualquier parte".
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