Las ondas gravitacionales y una nueva ventana al Universo

Emanuel Pujol (Agencia CTyS-UNLaM) - El astrónomo Mario Díaz, director del Centro de Ondas Gravitacionales (CGWA) de la Universidad de Texas aseguró a la Agencia CTyS-UNLaM que “hace apenas unos años la astronomía de ondas gravitacionales parecía una quimera lejana y, hoy, es una realidad; una nueva ventana se ha abierto al Universo y hay que empezar a mirar por ella”.

“Nunca antes en la historia de la física moderna ha llevado tanto tiempo corroborar la predicción de un fenómeno”, destacó. Y continuó: “Esté es un logro científico fundamental y testimonia la persistencia y la valentía de investigadores que nunca renunciaron a su objetivo”.

Las ondas gravitacionales provocadas por grandes eventos astronómicos generan tremendas distorsiones en el espacio-tiempo. Pero, al igual que las ondas producidas por una piedra que cae en un lago, se van reduciendo a medida que se alejan de su punto de origen.

El director del Observatorio Astronómico de Córdoba, Diego García Lambas, manifestó que “este hallazgo es histórico y muchos físicos eran escépticos de que se pudiera detectar una onda gravitacional que arribara hasta nuestro planeta”.

“Aquí, ayudó la tecnología, que permitió percibir una perturbación gravitacional pequeñísima, de cero coma veintiún ceros de centímetro y recién un uno detrás”, valoró Lambas. Y agregó: “Y también ayudó el Cosmos, porque no se trabajó con dos masas en un laboratorio, si no que se precisó que ocurriera la fusión de dos agujeros negros que tenían unas 30 veces el tamaño del sol cada uno de ellos”.

La tecnología a la que hay que agradecerle es a LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), un proyecto multimillonario que requirió la construcción de dos grandes detectores: uno ubicado en Luisiana y otro en Whashington.

“Lo que le da credibilidad a este descubrimiento es que ambos detectores percibieron la misma señal”, aseguró el director del OAC.

El doctor Mario Díaz explicó que la tecnología de “LIGO consiste en un rayo láser que, en condiciones de vacío, rebota entre dos espejos ubicados a una distancia de cuatro kilómetros entre sí”. Y agregó: “Lo que se preveía es que las ondas gravitacionales modificarían la distancia entre los espejos y el sistema está preparado para captar alteraciones diminutas en la distancia, incluso, más pequeñas que un protón”.

Y una alteración diminuta fue percibida al fin, el pasado 14 de septiembre de 2015 a las 5:51 en el este de EE.UU. Poco después, la Colaboración Científica LIGO, compuesta por un grupo de más de 1.000 científicos de universidades de Estados Unidos y de otros 14 países, lanzó una alerta a distintos observatorios del mundo, para intentar detectar la contrapartida óptica a esa colisión de agujeros negros que se había producido a 1.300 millones de años luz.

“Hicimos todo lo que pudimos para tratar de observar ese fenómeno con los dos prototipos de telescopios del proyecto TOROS (Transient Optical Robotic Telescope of the South) que tenemos en Argentina, uno ubicado en Córdoba y otro en Salta, y hay 20 grupos más que lo intentaron en otras partes del mundo, pero ninguno lo logró”, precisó Lambas.

Hubiese sido genial obtener también la contrapartida óptica a esas ondas gravitacionales que llegaron a la Tierra, pero no era una tarea fácil. “Para explicarlo de manera sencila, es como si los detectores de LIGO estuvieran ubicados en el medio de una cancha de fútbol y percibieran una voz que viene desde la tribuna sur, parte alta; nosotros, recibimos el alerta de LIGO y con los telescopios ópticos buscamos esa voz, pero no pudimos hallarla en esta oportunidad”, describió Lambas.

Todavía falta para que Argentina reciba el telescopio definitivo del proyecto TOROS, que quedará instalado en el cerro Macón y tendrá una potencia mucho más precisa para poder colaborar con el multimillonario proyecto LIGO y que, como ahora se sabe, es capaz de revolucionar la astronomía, al abrir una nueva era basada en el estudio de las ondas gravitacionales.

El primer gran hallazgo de LIGO
La expectativa de los científicos de LIGO se centraba en percibir las ondas gravitacionales provocadas por la colisión de dos estrellas de neutrones en galaxias no tan lejanas. En cambio, su hallazgo se debió a un fenómeno más grande, aunque también ocasionado a una distancia mayor: la de la colisión de dos agujeros negros que eran unas 29 y 36 veces más grandes que el sol.

Teóricamente, se sabía de la existencia de colisiones entre agujeros negros, pero nunca se había detectado una hasta ahora. Así, el primer hallazgo realizado por una nueva rama de la astronomía basada en las ondas gravitacionales no es para nada menor.

“Nos encontramos con un evento más lejano a lo esperado y ello generó una mayor incerteza para poder localizarlo con los telescopios ópticos”, manifestó Lambas, también representante argentino del proyecto TOROS.

El director del OAC comentó a la Agencia CTyS-UNLaM que “los modelos teóricos y de simulaciones permiten saber, según la amplitud de la onda y la forma que tiene, a qué evento astronómico se debe -en este caso, una colisión de agujeros negros- y también se puede calibrar la distancia aproximada a la que ocurrió”.

Los agujeros negros pueden tardar miles de años desde que se aproximan hasta que se terminan fusionando. En todo este proceso, se producen ondas gravitacionales, pero la detección de LIGO se debió solamente al momento final de este proceso, cuando en solo fracciones de segundo se aniquilaron más de tres masas solares.

Si bien LIGO posee una tecnología sorprendente (y aun le resta multiplicar tres veces su potencia), necesitó de un evento de dimensiones descomunales para poder detectar las ondas gravitacionales predichas por Einstein hace un siglo. “Según la teoría, los humanos también provocamos ondas gravitacionales al desplazarnos, pero por ahora no podemos detectarla y desconocemos qué efectos puede tener este descubrimiento dentro de 200 o mil años”, consideró Lambas.

¿El comienzo de un nuevo mundo?
Posiblemente, LIGO conduzca al comienzo de una nueva etapa para la Astronomía. Pero, también, el hallazgo de ondas gravitacionales podría implicar un nuevo salto tecnológico para la humanidad.

En este sentido, el doctor Lambas comentó que “encontrar las ondas electromagnéticas, primero teóricamente y después prácticamente, permitió que la humanidad pegara un salto como nunca antes lo había hecho; hoy, la humanidad es irreconocible respecto de la humanidad de 1830, si bien llevó un tiempo hasta que pudimos manipular dichas ondas para darle usos en la vida cotidiana”.

“Si uno hubiera hablado con la gente que andaba en carrera en 1830 y le comentaba de lo que sería enviarse fotos, que esa imagen iba a viajar al espacio, al espacio vacío, hasta un satélite, y luego llegaría a una persona ubicada en otro lugar, hubieran pensado que estábamos locos; era una utopía total”, sopesó el investigador del OAC-IATE-CONICET.

Ahora, luego de 100 años de la teoría sobre las ondas gravitacionales, se demostró su existencia y habrá que ver qué aplicaciones se le podrá dar en un futuro. “Qué va a hacer la humanidad con este descubrimiento de ondas gravitacionales en 200 o 1000 años, no lo sabemos, como tampoco la gente común ni los grandes científicos supieron qué usos podían dar lugar las ondas electromagnéticas hasta que se pudo manipularlas”, comparó Lambas.