?Qu¨¦ son las ondas gravitacionales?

Las ondas gravitacionales son vibraciones en el espacio-tiempo, el material del que est¨¢ hecho el universo. En 1916, Albert Einstein reconoci¨® que, seg¨²n su Teor¨ªa General de la Relatividad, los cuerpos m¨¢s violentos del cosmos liberan parte de su masa en forma de energ¨ªa a trav¨¦s de estas ondas. El f¨ªsico alem¨¢n pens¨® que no ser¨ªa posible detectarlas debido a que se originan demasiado lejos y ser¨ªan imperceptibles al llegar a la Tierra. Hoy, un grupo de investigadores ha hecho p¨²blica la detecci¨®n por primera vez de estas ondas.

?C¨®mo se comportan las ondas gravitacionales?

Son comparables a las ondas que se mueven en la superficie de un estanque o el sonido en el aire. Las ondas gravitacionales deforman el tiempo y el espacio y, en teor¨ªa, viajan a la velocidad de la luz. Su paso puede modificar la distancia entre planetas, aunque de forma muy leve. Como explica Kip Thorne, uno de los pioneros en la b¨²squeda de estas ondas, estos efectos deben ser especialmente intensos en las proximidades de la fuente, donde se producen "tormentas salvajes" que deforman el espacio y aceleran y desaceleran el tiempo.

?Se pueden escuchar estas ondas?

Las ondas gravitacionales curvan el tiempo y el espacio y viajan a la velocidad de la luz

Las frecuencias de algunas ondas coinciden con las del sonido, por lo que pueden traducirse para ser escuchadas en forma de leves pitidos.

?De d¨®nde vienen?

Las explosiones estelares en supernovas, las parejas de estrellas de neutrones y otros eventos producen ondas gravitacionales que tienen m¨¢s energ¨ªa que billones y billones de bombas at¨®micas. La fusi¨®n de dos agujeros negros supermasivos es la fuente m¨¢s potente de estas ondas que puede haber, pero estos fen¨®menos no son muy frecuentes y adem¨¢s suceden a millones de a?os luz del Sistema Solar. Para cuando las ondas llegan a nuestro vecindario son tan d¨¦biles que detectarlas supone uno de los mayores retos tecnol¨®gicos a los que se ha enfrentado la humanidad.

?Por qu¨¦ son importantes?

Abren una nueva era en el conocimiento del universo. Hasta ahora toda la informaci¨®n que tenemos del cosmos (solo conocemos el 5%) es por la luz en sus diferentes longitudes de onda: visible, infrarroja, ondas de radio, rayos X¡­ Las ondas gravitacionales nos dan un sentido m¨¢s y permiten saber qu¨¦ est¨¢ pasando all¨ª donde hasta ahora no ve¨ªamos nada, por ejemplo, en un agujero negro.

Este fen¨®meno permite saber qu¨¦ est¨¢ pasando all¨ª donde hasta ahora no ve¨ªamos nada, por ejemplo en un agujero negro

La intensidad y la frecuencia de las ondas permitir¨¢ reconstruir qu¨¦ sucedi¨® en el punto de origen, si las caus¨® una estrella o un agujero negro, qu¨¦ propiedades tienen esos cuerpos y entender mejor esas tempestades en el espacio-tiempo de las que habla Thorne. Tambi¨¦n permiten saber si la Teor¨ªa General de la Relatividad se mantiene vigente en los rangos de presi¨®n y gravedad m¨¢s intensos que pueden concebirse. Detectar estas ondas por primera vez es un hallazgo hist¨®rico que probablemente reciba un premio Nobel de F¨ªsica.

?Qu¨¦ se ha observado?

El anuncio consiste en que el Observatorio de Interferometr¨ªa L¨¢ser de Ondas Gravitacionales (LIGO), en EE UU, ha captado las ondas producidas por la fusi¨®n de dos agujeros negros. Ser¨ªa la primera vez que se captan ondas gravitacionales y esto sucede justo un siglo despu¨¦s de que Einstein predijera su existencia. Hasta ahora solo hab¨ªa pruebas indirectas de estas ondas. En 1978, Rusell Hulse y Joseph Taylor demostraron que un p¨²lsar binario (dos estrellas orbitando juntas, una de ellas un p¨²lsar) estaban cambiando ligeramente su ¨®rbita debido a la liberaci¨®n de energ¨ªa en forma de ondas gravitacionales en una cantidad id¨¦ntica a la que predec¨ªa la relatividad. Ambos ganaron el Nobel de F¨ªsica en 1993. En 2003 se confirm¨® que lo mismo sucede con otra pareja estelar, en este caso de dos p¨²lsares.

?Qu¨¦ es LIGO?

Es un gran instrumento ¨®ptico de precisi¨®n desarrollado por los institutos tecnol¨®gicos de California (Caltech) y Massachusetts, (MIT) y la Colaboraci¨®n Cient¨ªfica LIGO, en la que participan unos 1.000 investigadores de 15 pa¨ªses, incluida Espa?a. La instalaci¨®n consta de dos detectores l¨¢ser con forma de L. Cada brazo de esa L tiene cuatro kil¨®metros y hay dos detectores id¨¦nticos, uno en Luisiana y otro a 3.000 kil¨®metros en el estado de Washington.

LIGO puede identificar variaciones equivalentes a una diezmil¨¦sima parte del di¨¢metro de un ¨¢tomo, la medici¨®n m¨¢s precisa jam¨¢s lograda por un instrumento cient¨ªfico

Estos detectores llevan buscando ondas gravitacionales desde el a?o 2002. En septiembre de 2015 comenz¨® a funcionar el LIGO avanzado, una versi¨®n mejorada del detector que multiplica por 10 la sensibilidad de los brazos l¨¢ser y por tanto la distancia a la que pueden captar ondas gravitacionales. En la actualidad son capaces de identificar diferencias en la longitud de los brazos l¨¢ser equivalentes a una diezmil¨¦sima parte del di¨¢metro de un ¨¢tomo, la medici¨®n m¨¢s precisa jam¨¢s lograda por un instrumento cient¨ªfico, seg¨²n LIGO.

Se necesitan al menos dos detectores para evitar falsos positivos causados por cualquier vibraci¨®n local como terremotos, tr¨¢fico o fluctuaciones del propio l¨¢ser. Al contrario que todos ellos, una onda gravitacional causar¨¢ una perturbaci¨®n exactamente igual en Luisiana que en Washington.

?Qu¨¦ pasar¨¢ a partir de ahora?

La b¨²squeda de ondas gravitatorias no ha hecho m¨¢s que empezar. Con la configuraci¨®n actual, LIGO puede ver a una distancia de unos 1.000 millones de a?os luz de la Tierra. El equipo va a hacer nuevas mejoras tecnol¨®gicas para aumentar su sensibilidad. En oto?o de 2016 se espera que comience a funcionar una versi¨®n mejorada de VIRGO, el detector europeo que deber¨ªa captar se?ales id¨¦nticas a LIGO. La Agencia Espacial Europea ya prepara LISA, un observatorio espacial de ondas gravitacionales. A su vez, LIGO alcanzar¨¢ su m¨¢xima potencia en 2020.