* Recientemente, la Real Academia Sueca entregó el Nobel de Física 2017 a Rainer Weiss, Barry C. Barish, y Kip S. Thorne, de la colaboración LIGO/VIRGO por detectar las ondas gravitacionales. Les dejamos este artículo que escribimos hace un tiempo explicando qué son y cuál es su importancia. 

Hace días que se venía anunciando que el jueves 11 de febrero, la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos daría a conocer información sobre avances respecto a las ondas gravitacionales. Mucho se rumoreó sobre que en la oportunidad confirmarían la existencia de estas y, efectivamente, así fue.

"Damas y caballeros, hemos detectado ondas gravitacionales. ¡Lo hicimos!", exclamó entusiasmado en la sala de prensa David Reitze, director ejecutivo del proyecto Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (En sus siglas, LIGO y en español “Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales”).

De esa forma, se demostró que Albert Einstein tenía razón hace un siglo atrás. Y es que en los planteamientos de su teoría de la relatividad general, hablaba de cómo la gravedad es un fenómeno capaz de curvar el espacio-tiempo dependiendo de la cantidad de masa en un cuerpo, dando paso a este fenómeno.

¿En qué consisten estas ondas?

Las ondas gravitacionales son perturbaciones en el espacio-tiempo de forma ondular, que se propagan a través del universo a la velocidad de la luz. Y en teoría, toda masa produce una, sólo que las más grandes provocan mayores alteraciones, mientras que las más pequeñas, lo hacen en menor medida.

Según Einstein, el espacio-tiempo es un complejo tejido de cuatro dimensiones que puede ser desplazado, movido o alterado por los objetos que se muevan a través o alrededor de este. Y son esas alteraciones provocadas por distintos cuerpos, las que al final terminan causando las ondas de gravedad. Entonces, los objetos con grandes masas, como los agujeros negros, deforman mucho más el espacio-tiempo que aquellos con masas menores. Es como si pusiéramos una bola de boliche sobre un colchón: éste se hundiría mucho más que si pusiéramos una pelota de tenis.

Generalmente, estas ondas se grafican de la siguiente manera: imagínense un charco de agua quieto. Ahora, si se lanza un objeto en este, la fuerza del impacto provocará una serie de olas pequeñas que se expandirán a través del agua en todas las direcciones. Más o menos así se supone que funcionan nuestras amigas espaciales.

Y si aún no te queda claro, puedes ver este video explicativo de PHD Comics sobre este fenómeno.

¿Cómo lo descubrieron?

Fue gracias al proyecto LIGO, fundado en 1992 y que consiste una serie de interferómetros láser de gran tamaño. Cada uno de ellos está constituido por dos enormes rayos láser, disparados con un ángulo de 90 grados, dentro de tubos de vacío de 1 metro de diámetro por 4 kilómetros de largo. O sea, es una escuadra tamaño gigante.

Lo que hace cada uno de esos aparatos es detectar el efecto de una onda gravitacional, a través de una masa que oscila libremente en cada extremo de la escuadra. Si pasa una onda gravitacional, lo que haría sería “alargar” ligeramente el espacio-tiempo de uno de los brazos de la escuadra, y “encoger” muy, muy, muy ligeramente el espacio-tiempo de uno de los brazos de la escuadra.

Y este aparato en particular, está diseñado para detectar alteraciones de una cienmilésima del radio de un electrón (10^-21 metros), que es mas o menos el efecto que puede producir una de esas ondas. Pero la dificultad más grande, es que durante casi una década el detector no poseía la sensibilidad necesaria para aislar las demás alteraciones. Y es que su misión era captar un fragmento de información en medio de un millar de perturbaciones. Algo así como intentar escuchar caminar a un perro en medio de un concierto de rock.

Pero después de una serie de modificaciones que mantuvieron al proyecto inactivo durante los últimos años, el pasado 14 de septiembre a las 6.51 am de Chile los dos detectores de LIGO encontraron a las famosas ondas gravitacionales. Estas correspondían a las que habían sido producidas por la colisión de dos agujeros negros a más de mil millones de años luz.

¿Una nueva era astronómica?

Con este descubrimiento, se abrieron las puertas para la astronomía gravitacional, que es el área de esta ciencia dedicada a recabar mayor información a partir del análisis de la radiación gravitatoria emitida por diversas fuentes astrofísicas y cosmológicas.

Esto quiere decir que ya no es necesario encontrar información en el universo teniendo presente la variable de la luz, ya que las ondas gravitacionales son capaces de entregar una gran cantidad de datos sin depender de ese factor. Ahora se podrán "ver" fenómenos masivos a enormes distancias... es literalmente como sacarse una venda de los ojos.

Además, con esta noticia, se prueba que el modelo principal o "modelo estándar" que usa la física para describir el universo, sería el correcto.

Por otro lado, también demuestra que los planteamientos de Stephen Hawking respecto a quelos agujeros negros emiten ondas gravitacionales, también sería acertado, lo que abre una línea nueva de investigación respecto a cómo podría ser el final de nuestro universo.

Finalmente, al existir ondas gravitacionales, resulta mucho más fuerte y viable la presunción de que exista una partícula asociada a ellas... el “inencontrable” gravitón, que sería la llave para unir mecánica cuántica y relatividad, en una gran "Teoría del Todo". Sin duda, es un hallazgo tanto o más importante que el bosón de Higgs.

¿Le habías tomado el peso a este descubrimiento? ¿Por qué más es relevante?