Histórico hallazgo astronómico

Un universo con onda (gravitacional)

actualidad — por el 11/02/2016 a las 13:20

Científicos a cargo del proyecto LIGO anunciaron la detección de manera directa, por primera vez en la historia, de las ondas gravitacionales que habían sido postuladas por Einstein hace un siglo. La confirmación de la existencia de estas ondas abre una nueva etapa en la astronomía ya que su estudio brindaría información clave para desentrañar algunos de los principales misterios de la astrofísica actual, entre ellos, el origen del universo.

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http://nexciencia.exactas.uba.ar/audio/FernandoLombardo.mp3
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El tiempo del misterio y de la incertidumbre se terminó. Finalmente, tras meses de rumores y desmentidas, se supo la verdad acerca de uno de los hallazgos científicos más importantes de nuestro tiempo que promete convertirse en la puerta de ingreso a una nueva etapa de la astronomía.

Efectivamente, este jueves, científicos a cargo del Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO), del Instituto de Tecnología de California (Caltech) y del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), dieron a conocer al mundo que, por primera vez, lograron detectar de manera directa las ondas gravitacionales cuya existencia había predicho Albert Einstein hace un siglo en su teoría de la relatividad general.

“Era la única predicción de Einstein que todavía no había sido verificada experimentalmente. Este anuncio confirma la predicción teórica mediante una observación directa. Hasta ahora sólo había evidencias indirectas de la existencia de estas ondas gravitacionales”, explica con entusiasmo Fernando Lombardo, director del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA e investigador del CONICET.

Las ondas gravitacionales -buscadas incansablemente por el observatorio LIGO desde 2004-, son unas ondulaciones producidas en el continuo espacio-tiempo por acontecimientos muy violentos como la explosión de una supernova o la fusión de dos agujeros negros, que se propagan por todo el Universo. La teoría sostiene que estas ondas abundan y transportan información sobre los fenómenos que las originaron y, probablemente, del propio Big Bang que originó el Universo.

Justamente, el hallazgo, podría ser la evidencia definitiva de que el Universo, justo después del Big Bang, sufrió una etapa de “inflación”, durante la cual, y en apenas una fracción de segundo, se expandió exponencialmente, aumentando miles de veces su tamaño en apenas un instante.

“Estas ondas gravitacionales están llegando a partir de dos agujeros negros que están orbitando uno alrededor de otro hasta que, eventualmente, uno se traga al otro. Lo que se captó es la radiación gravitatoria producida por esa fagocitación. Eso es algo impresionante en cualquier sentido. Es ciencia de un nivel increíble”, dice con fascinación.

– ¿Por qué es tan importante haber logrado esta detección?

– La importancia desde el punto de vista académico es enorme. Yo diría que es una de las confirmaciones de una predicción teórica más impresionantes. Las ondas gravitacionales son perturbaciones que viajan por el espacio, a la velocidad de la luz, que se producen cuando hay campos gravitacionales muy grandes. En este caso, las ondas detectadas partieron de un sistema binario de dos agujeros negros, -que, por otro lado, también es una confirmación de la existencia de estos sistemas gravitacionales tan violentos-, que están a una distancia enorme, cientos de megapársec de la Tierra. Estos sistemas gravitatorios tan violentos producen unas perturbaciones en el espacio que viajan, como si fueran olas del mar, a la velocidad de la luz, propagándose desde ese lugar originario hasta nosotros. Ahora bien, cuando llegan a la Tierra la interacción de esas ondas con nosotros es ínfima dado que la amplitud de la perturbación es más chica que el tamaño de un átomo. Es como si esa onda apenas moviera a los protones adentro del núcleo de un átomo. Es tan infinitamente chiquita que, desde ya, en nuestra experiencia diaria no la podemos detectar. La maravilla de esta medición está dada, fundamentalmente, en el desarrollo tecnológico que en los últimos veinte años llevaron a cabo las personas que participaron de este experimento para poder detectar y medir algo tan impresionantemente chiquito. Entonces, hoy se hace un anuncio pero en ese lapso se formó gente con la más alta capacitación técnica y académica, se mejoraron múltiples tecnologías, rayos láser cada vez más precisos y de mayor intensidad con pulsos más cortos y ancho de banda más chico, para poder medir este tipo de fenómenos. Entonces, toda la interferometría láser mejora con el objetivo de detectar las ondas gravitacionales pero también derrama en la sociedad porque ahora esa tecnología tiene otros usos. De hecho, la interferometría láser hoy se usa en telecomunicaciones, en tecnología satelital, como nuestros satélites Arsat I y II que tienen bases tecnológicas que se pueden emparentar con estos desarrollos.

El observatorio Hanford, en el estado de Washington, forma parte del Proyecto LIGO.

Observatorio Hanford, en el estado de Washington. Uno de los dos observatorios que  forman parte del Proyecto LIGO.

– ¿Qué tipo de información sobre el universo se puede obtener de las ondas gravitacionales?

– La comprobación empírica de la existencia de estas ondas gravitacionales está directamente relacionada con piezas clave en los actuales modelos del universo. Por ejemplo, están muy relacionadas con la teoría de la inflación, con la polarización de la radiación cósmica de fondo y, eventualmente, con la mayor incógnita que tenemos los físicos en la actualidad que es la existencia o el origen de la energía oscura en el universo. Este hallazgo es una pieza más de un rompecabezas, que los físicos ya utilizábamos pero ahora sabemos que esa pieza está bien, entonces, podemos empezar a especular sobre otras piezas de las cuales no tenemos certeza pero creemos que deben existir. Yo creo que esta comprobación también da lugar a muchas más posibles verificaciones para armar este esqueleto de modelo de universo que nosotros manejamos.

– ¿Esta verificación ayudaría a entender más cosas respecto de la teoría del Big Bang a partir de que refuerza la llamada teoría de la inflación?

– Exacto. Cuando recién hablaba de una pieza más en el rompecabezas, justamente estaba pensando en la inflación. La teoría de la inflación predice la formación de ondas gravitacionales tal como aparentemente han sido detectadas. Entonces, sería una comprobación en cuanto a que las consecuencias de la inflación son las esperadas.

– Algunos científicos consideran que a partir de este hallazgo comienza una etapa para la astronomía que se llamaría astronomía gravitacional. ¿Estás de acuerdo?

– Estaría bárbaro pero me parece un poco prematuro arriesgarlo. Si uno se refiere a la astronomía como la exploración del universo muy lejano, uno necesita algo que te permita saber lo que hay allí. Una manera de lograrlo sería detectar ondas gravitacionales y entender quién las está mandando, cómo, y estudiar la fuente a partir de leer estas ondas. Ahora, para eso uno necesitaría desarrollar muchos más detectores como LIGO y hacerlos funcionar durante mucho tiempo. No sé si es la forma más eficiente para seguir haciendo astronomía.

– Pero sí se abre como una nueva fuente de información proveniente del universo.

Fernando Lombardo.

Fernando Lombardo.

– Claro. Esto implicaría utilizar otro tipo de mensajero que ya no sería la radiación electromagnética en sus diversas formas utilizada desde hace mucho para explorar el universo, sino que sería la gravedad misma.

– ¿Qué perspectivas se abren a partir de esta anuncio?

– En relación con la inflación, creo que refuerza un área que está activa desde hace 30 años pero que todavía no tiene la entidad de la teoría definitiva del universo. Creo que este hallazgo va en una dirección que pondrá muy contentos a muchos. Por otro lado, abre posibilidades técnológicas para otro tipo de diseños, quizás, para una generación futura de experimentos a partir de los cuales se pueda hacer astronomía gravitacional.

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