La detección de ondas gravitacionales, crónica de un hito de la física

Sus descubridores han recibido el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica 2017.

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gravitational waves

El jueves 1 de junio de 2017 se anunciaba la tercera gran detección de ondas gravitatorias por parte del proyecto LIGO. Nuevamente parece tratarse de la fusión dos agujeros negros de cuya masa conjunta es casi 50 veces la de nuestro querido Sol y unos 200 km de diámetro. Concretamente, el más grande de ellos tenía 32 masas solares (y 190 km de amplitud) y el pequeño, 19 (y 115 km de extremo a extremo). Las dos masas solares y pico que "sobran", fueron convertidas casi instantáneamente en energía pura en el momento de la fusión, la cual ha viajado en forma de onda gravitatoria hasta nuestro pequeño y querido planeta Tierra, donde LIGO la ha detectado gracias a sus dos observatorios en Hanford (estado de Washington) y Livingston (estado de Louisiana).

Una detección que se produce por tercera vez, y que no hace otra cosa que confirmar las estimaciones del científico más importante del siglo XX, Albert Einsten, y que confirma una de las bases de la física moderna, la Teoría de la Relatividad. Un hito científico lo suficientemente relevante como para valerle a sus descubridores el  Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica 2017.

Como en cada detección, esta se produjo en realidad hace ya bastantes meses y no ha sido anunciada hasta que se ha verificado completamente el suceso detectado. Concretamente, el evento tuvo lugar el 4 de enero de 2017. Es decir, no fue hasta cinco meses después que la colaboración LIGO (integrada también por el Grupo de Relatividad y Gravitación de la Universidad de las Islas Baleares) ha decido hacer público los resultados. Normalmente, este tipo de noticias de ciencia límite no se transmiten a la prensa cotidiana hasta que previamente no se haya hecho una comunicación en un revista científica, y así ha sido también esta vez. La comunicación en un journal de este tipo no sólo es el camino adecuado para una publicación de este género. Además, la revisión por pares utilizada normalmente por estas publicaciones garantiza la calidad del trabajo y de los resultados científicos.

Este tercer baile de agujeros negros tuvo lugar a una distancias de 3 mil millones de años luz, con lo que puede decirse que, en comparación con las dos detecciones precedentes, es el más lejano acontecido hasta la fecha. El lugar del firmamento donde tuvo lugar esta fusión no puede acotarse con precisión, pero cuando se active el sensor Virgo en Europa, esta limitación cambiará sustancialmente: no sólo conoceremos la distancia al suceso que tenga lugar, sino su región aproximada en la bóveda celeste.

El 4 de enero, el interferómetro de Livingston sufrió un micro-estremecimiento: la huella de belleza, y fiereza, del universo sobre nuestro querido planeta y sobre sus habitantes.

La detección se produjo de la siguiente manera. A las dos de la madrugada del pasado 4 de enero, los brazos del laboratorio LIGO en Handford temblaron. Cuando decimos que “temblaron”, nos estamos refiriendo a cambios sub-micrométricos en su longitud, que sólo pueden ser detectados mediante variaciones en el tiempo que emplea la luz en recorrer dichos brazos. Concretamente, este vaivén fue, en amplitud, 1000 veces menor que el diámetro de un protón del núcleo de un átomo cualquiera (también llamado attómetro). La capacidad de resolución de LIGO ya era impresionante, pero tras las últimas mejoras, todavía más. Al igual que los experimentos y detectores del Gran Colisionador de Hadrones (Atlas, CMS, LHCb, etc.), los interferómetros de LIGO reciben un pulido y puesta a punto cada cierto tiempo antes de iniciar un nuevo run o etapa de toma de datos.

Unos 3 milisegundos después de que Handford se agitara ese 4 de enero, el interferómetro de Livingston sufrió un micro-estremecimiento similar y con el mismo patrón temporal, nanosegundo a nanosegundo. Este preciso retraso y gran similitud entre observaciones ayuda a refrendar la naturaleza del evento, pues no puede tratarse de otra cosa que no sea algo que se propaga a la velocidad de la luz. Unos 3 milisegundos es justo el tiempo que tardaría un objeto que viajase a esta velocidad y se desplazase desde el observatorio LIGO de Hanford al correspondiente en Livingston. En este caso, el objeto viajante no es otra cosa que la huella de belleza, y fiereza, del universo sobre nuestro querido planeta y sobre sus habitantes. 

En resumen, tenemos la tercera confirmación de la existencia de las ondas gravitatorias y de la Teoría de la Relatividad General del Einstein. Y, sus descubridores, un merecido reconocimiento científico de la talla de su aportación a la física.

Alberto Corbi es profesor en la Escuela Superior de Ingeniería y Tecnología (ESIT) de la Universidad Internacional de La Rioja (UNIR).

Imagen: R. Hurt/Caltech-JPL

Etiquetas: EinsteinUniversofísicagravedadteoría de la relatividad

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