Descubierta la primera se?al de ondas gravitacionales

La ¨²ltima gran predicci¨®n de Albert Einstein sobre el universo se acaba de confirmar un siglo despu¨¦s: las ondas gravitacionales existen y un experimento en EE UU las ha detectado por primera vez.

Seg¨²n la Teor¨ªa General de la Relatividad hay objetos que convierten parte de su masa en energ¨ªa y la desprenden en forma de ondas que viajan a la velocidad de la luz y deforman a su paso el espacio y el tiempo. La fuente de ondas gravitacionales por antonomasia es la fusi¨®n de dos agujeros negros supermasivos, uno de los eventos m¨¢s violentos que han existido despu¨¦s del Big Bang. El genio alem¨¢n las predijo en 1916 pero tambi¨¦n advirti¨® de que, si realmente hay fusiones de este tipo, suceden tan lejos que sus vibraciones ser¨ªan indetectables desde la Tierra.

Los responsables del Observatorio de Interferometr¨ªa L¨¢ser de Ondas Gravitacionales (LIGO), en EE UU, han anunciado hoy que han captado las ondas producidas por el choque de dos agujeros negros, la primera detecci¨®n directa que confirma la teor¨ªa de Einstein. El anuncio se ha hecho en una conferencia de prensa celebrada en Washington y retransmitida por Internet. Los resultados cient¨ªficos han sido aceptados para su publicaci¨®n en Physical Review Letters, seg¨²n ha informado en una nota en Instituto Tecnol¨®gico de California (Caltech).

"Se?oras y se?ores, hemos detectado las ondas gravitacionales. Lo hemos conseguido", ha exclamado el director ejecutivo del LIGO, David Reitze. "Hemos tardado meses en ver que realmente eran las ondas gravitacionales, pero lo que es verdaderamente emocionante es lo que viene despu¨¦s, abrimos una nueva ventana al Universo", a?adi¨®.

¡°Es un descubrimiento hist¨®rico, que abre una nueva era en la comprensi¨®n del cosmos

La primera se?al se capt¨® el 14 de septiembre en los dos detectores id¨¦nticos de este experimento, situados uno a 3.000 kil¨®metros del otro. La se?al ven¨ªa de una fusi¨®n que sucedi¨® hace 1.300 millones de a?os y consisti¨® en el violento abrazo de dos agujeros negros cuya masa es entre 29 y 36 veces mayor a la del Sol. Los dos agujeros se fundieron en uno liberando una energ¨ªa equivalente a tres masas solares, que sali¨® despedida en forma de ondas gravitacionales en una fracci¨®n de segundo. Y todo este proceso de masa transform¨¢ndose en energ¨ªa en fracciones de segundo lo describe a la perfecci¨®n la ecuaci¨®n m¨¢s famosa del mundo E=mc² [La energ¨ªa es igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado].

El hallazgo abre un nuevo camino en astronom¨ªa. Hasta el momento esta se ha centrado en la luz en todas sus variantes conocidas, pero estas ondas son comparables al sonido y permiten estudiar objetos que eran totalmente invisibles hasta ahora, especialmente los agujeros negros.

Nuestros o¨ªdos empiezan a escuchar ¡°la sinfon¨ªa del universo¡±, en palabras de Alicia Sintes, f¨ªsica de la Universitat de les Iles Balears (UIB) y l¨ªder del ¨²nico grupo espa?ol que ha participado en el hallazgo. ¡°Es un descubrimiento hist¨®rico, que abre una nueva era en la comprensi¨®n del cosmos¡±, ha resaltado.

Este hallazgo abre ahora la posibilidad de usar estas ondas para estudiar el universo de una forma totalmente nueva

Su equipo ha realizado simulaciones con superordenadores que reproducen, seg¨²n la ley de la relatividad, todos los fen¨®menos que podr¨ªan producir estas ondas: parejas de estrellas de neutrones, supernovas, agujeros negros... Esas simulaciones se han comparado con la frecuencia de la se?al real que capta el LIGO y as¨ª se sabe qu¨¦ ha pasado exactamente, cu¨¢l es la fuente de las ondas, c¨®mo est¨¢ de lejos, etc.

¡°Es parecido a esas aplicaciones que escuchan una canci¨®n en un bar y te dicen el artista y el nombre del tema aunque haya mucho ruido alrededor¡±, explica Sascha Husa, investigador de la UIB y desarrollador de las simulaciones. ¡°Aparte del Big Bang, las fusiones de agujeros negros son los sucesos m¨¢s luminosos del universo¡±, asegura.

Confirmar a Einstein no es lo m¨¢s importante. Este hallazgo abre ahora la posibilidad de usar estas ondas para estudiar el universo de una forma totalmente nueva. Las ondas gravitacionales permitir¨¢n estudiar ¡°c¨®mo se forman los agujeros negros, cu¨¢ntos hay y tambi¨¦n conocer en m¨¢s detalle el ciclo vital de las estrellas y del universo¡±, resalta Husa. M¨¢s a¨²n, este tipo de se?ales mostrar¨¢n si estos violent¨ªsimos sucesos ocurren tal y como predice la teor¨ªa de la relatividad de Einstein o si debemos buscar otra nueva para entenderlos.

Detector LIGO

Los objetos que producen ondas gravitacionales est¨¢n a millones de a?os luz, tan lejos de la Tierra que al llegar a nuestro planeta son ¨ªnfimas ondulaciones del espacio y el tiempo. Para captarlas ha sido necesario construir el LIGO avanzado, liderado por los institutos tecnol¨®gicos de California y Massachusetts, Caltech y MIT, y en el que participa una colaboraci¨®n de unos 1.000 cient¨ªficos de 15 pa¨ªses.

El LIGO es el instrumento ¨®ptico de precisi¨®n m¨¢s grande del mundo, con dos detectores separados por 3.000 kil¨®metros, uno en Luisiana y el otro en el Estado de Washington, en el noroeste de EE UU. Ambos est¨¢n compuestos por dos haces de luz l¨¢ser cuya longitud exacta de cuatro kil¨®metros ser¨ªa modificada al paso por una onda gravitacional. El instrumento es capaz de detectar una variaci¨®n equivalente a la diezmil¨¦sima parte del di¨¢metro de un n¨²cleo at¨®mico, la medida m¨¢s precisa hecha nunca por un instrumento cient¨ªfico, seg¨²n sus responsables.La construcci¨®n de este experimento fue propuesta por primera vez en 1980 por Kip Thorne y Ronald Drever, de Caltech, y Rainer Weiss, profesor de f¨ªsica en el MIT. Es muy probable que este descubrimiento les suponga un premio Nobel pr¨®ximamente.

A partir de ahora habr¨¢ que confirmar esta primera detecci¨®n de LIGO y captar se?ales de eventos diferentes. En ello est¨¢n muchos equipos cient¨ªficos alrededor del mundo. Aparte de LIGO, este a?o comenzar¨¢ a funcionar una versi¨®n mejorada de otro gran observatorio de ondas gravitatorias en Europa, VIRGO. Adem¨¢s se acaba de lanzar LISA Pathfinder, una misi¨®n de demostraci¨®n para un futuro observatorio espacial de este tipo de fen¨®menos.