Señoras y señores, hemos detectado ondas gravitacionales. ¡Lo hemos conseguido!
Esta frase, pronunciada por David Reitze, el director del experimento LIGO, es histórica porque nos abre una nueva ventana al universo, aparte de que con toda seguridad traerá con ella toda una serie de premios, el Nobel de física incluido.
Hace unos 1300 millones de años dos agujeros negros, uno con 29 y el otro con 36 veces la masa del Sol chocaron para fundirse en uno solo de 62 veces la masa del Sol. Esto, tal y como predijo Albert Einstein en su teoría de la relatividad general, creó unas ondulaciones en el espacio tiempo cuya detección es la que anunciaba Reitze.
Salvando todas las distancias, y con el permiso de los físicos, es como cuando se produce un terremoto y este provoca ondas sísmicas que recorren la Tierra, solo que en este caso las ondas viajan por el espacio, tal y como explica este vídeo:
El experimento LIGO ha sido diseñado para detectarlas.
Simplificando las cosas, LIGO funciona disparando un láser que es dividido en dos a la entrada de dos tubos de 4 kilómetros cada uno construidos con 90 grados de separación entre ellos –como una L con los dos brazos iguales– y midiendo el tiempo que el láser tarda en volver.
Según la predicciones de Einstein las ondas gravitacionales son capaces de estirar el espacio–tiempo, con lo que al atravesar los dos brazos de LIGO uno cambiaría de tamaño respecto al otro –están construidos a 90º para maximizar la diferencia del efecto de una eventual onda gravitaroria sobre ellos– y el experimento debería ser capaz de detectar ese cambio de tamaño.
Y exactamente eso es lo que acaban de anunciar.
El pasado 14 de septiembre de 2015 LIGO detectó el paso de las ondas gravitacionales creadas por la colisión de los dos agujeros negros que mencionaba al principio, lo que supone haber detectado una diferencia en la longitud de ambos brazos del instrumento de una parte en 10-22, algo comparable en detectar una diferencia del ancho de un pelo en la distancia que va de la Tierra a Alpha Centauri.
Es fácil comprender que alcanzar esa sensibilidad es de una complejidad casi inimaginable. En After 100 years, scientists are finally closing in on Einstein’s ripples la gente de Ars Technica explica con más detalle como funciona LIGO y cuentan como, entre otras cosas, hay que tener en cuenta las vibraciones que producen personas al caminar, las que produce el viento, las que producen camiones que pasan por carreteras cercanas, las que producen las olas que golpean la costa a decenas de kilómetros, e incluso la actividad sísmica a más de 1500 kilómetros de distancia, por citar algunos de los posibles orígenes de interferencias que ahogarían las señales a detectar; toda una serie de sensores las detecta y el sistema informático de LIGO mueve unos servos para contrarrestarlas.
En el momento de la detección LIGO estaba funcionando en modo de pruebas para comprobar que todo funcionaba bien, y no estaba previsto que comenzara a funcionar en modo ciencia hasta el 18 de septiembre; los científicos del experimento no podían creerse la suerte que habían tenido.
Las ondas detectadas tienen una frecuencia que cae en el intervalo de la audición humana, así que se pueden convertir directamente a sonido:
El estar en modo de pruebas les permitió descartar que se tratara de una señal falsa inyectada a propósito en el instrumento, algo que se hace de vez en cuando sin avisar para verificar que los procedimientos de comprobación de los resultados son correctos, ya que en ese modo no se inyectan estas «señales trampa».
Además, LIGO tiene dos observatorios, uno en Livingston, Louisiana, y otro en Washington, separados por 3002 kilómetros, y ambos detectaron las ondas gravitacionales con 7 milisegundos de diferencia mientras estas atravesaban la Tierra y a todos nosotros, algo que da firmeza a la detección, aunque aún así se han pasado varios meses asegurándose de que en realidad habían detectado ondas gravitacionales.
El trabajo donde describen el hallazgo está en Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger [PDF].
LIGO es un ejemplo de que el que la sigue la consigue: fundado en 1992 basándose en ideas desarrolladas a principios de los 70 por Kip Thorne y Rainer Weiss, LIGO estuvo en funcionamiento de 2002 a 2010 sin detectar nada, momento en el que fue apagado para someterlo a mejoras, así que en realidad habría que decir que ha sido Advanced LIGO el que ha detectado las ondas gravitacionales.
Al principio decía que es un anuncio histórico, y es que, aparte de reforzar, una vez más la teoría de la relatividad general de Einstein y confirmar que los agujeros negros existen, nos va a permitir ver el universo de una forma que hasta ahora no podíamos.
Cuando nuestros más remotos antepasados empezaron a mirar el universo, no podían hacerlo más que con sus ojos, sin sospechar que había mucho más que ver de lo que pasa en el espectro visible.
El descubrimiento de los infrarrojos, de las ondas de radio, de los rayos ultravioleta, o de los rayos X, por citar algunos ejemplos, nos ha permitido descubrir cosas que suceden mucho más allá de lo que nuestros sentidos pueden captar, llevándonos a un entendimiento cada vez más refinado del universo.
El que ahora seamos capaces de detectar ondas gravitacionales es como si, de repente, la humanidad tuviera la capacidad de mirar el universo que nos rodea con nuevos ojos; hay que tener en cuenta, además, que las ondas gravitacionales no son ondas electromagnéticas y no interactúan con la materia, así que será una forma de mirar completamente nueva.
Y eso es emocionante.
