Hace 1.300 millones de años, dos agujeros
negros masivos que orbitaban entre sí colisionaron.
Lo que formaron fue un único agujero negro
descomunal y en cuestión de una fracción
de segundo liberaron energía con una potencia
que llegó a ser 50 veces mayor que la de
todo el universo observable.
El 14 de septiembre de 2015 los efectos de
ese violento episodio se sintieron en la Tierra.
Ese día pasó a la historia como la primera
vez que los científicos lograron detectar
de forma directa las llamadas ondas gravitacionales
y la humanidad descubrió una nueva forma
de ver el universo.
Para explicar qué son las ondas gravitacionales
antes es preciso hablar de Albert Einstein.
Sí, lo que la humanidad logró observar de
forma directa por primera vez en 2015, Einstein
lo predijo matemáticamente 100 años antes
en su teoría de la relatividad general.
Según los cálculos de Einstein, algunos
de los procesos más destructivos que ocurren
en el universo provocan ondulaciones en lo
que vulgarmente se entiende por espacio, pero
que para la física es el espacio-tiempo.
Estas ondas cósmicas se extienden como las
pequeñas olas que se producen en la superficie
de un estanque cuando le arrojamos una piedra.
Es decir, parten de la fuente (en este caso
a la velocidad de la luz) y se alejan en todas
las direcciones (en este caso por el universo).
En verdad todo objeto masivo que acelera produce
ondas gravitacionales.
Eso incluye nuestros cuerpos cuando nos movemos
o los autos cuando circulan.
Pero tanto la masa como la aceleración de
los objetos en la Tierra son demasiado pequeñas
para producir ondas gravitacionales que podamos
detectar.
Para ello hay que recurrir a eventos cataclísmicos
tan explosivos que incluso rara vez ocurren
en nuestra galaxia.
Estamos hablando de la colisión entre sí
de agujeros negros o entre estrellas de neutrones,
o de la explosión de una estrella masiva
al llegar el final de su vida, lo que se conoce
como supernova.
Aún así, estos procesos ocurren muy muy
lejos de la Tierra, por lo que para cuando
las ondas gravitacionales llegan a nosotros
son miles de millones de veces más débiles.
Volviendo al ejemplo de los dos agujeros negros
del principio del video, la cantidad de oscilaciones
de espacio-tiempo que estos generaron en la
Tierra ese día de 2015 fue 1.000 veces más
pequeñas que el tamaño de un protón.
Es por eso que Einstein pensó que jamás
seríamos capaces de obtener evidencias físicas
de la existencia de las ondas gravitacionales.
Y sin embargo, pasó.
Para lograrlo, los científicos usaron un
instrumento muy sensible llamado Observatorio
por Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales
o LIGO, por sus siglas en inglés.
Lo que sucede es que, cuando una onda gravitatoria
pasa por la Tierra, comprime el espacio-tiempo
en una dirección y lo estira en el otro.
Esto es justamente lo que logra detectar LIGO.
Para ello, cuenta con dos “brazos” de
más de 4 kilómetros de largo dispuestos
en forma de “L” y equipados de láseres,
espejos y otros instrumentos de extrema sensibilidad.
Entonces, al pasar una onda gravitatoria,
la longitud de los brazos cambia aunque, claro,
de forma infinitesimal.
Para lograr datos fiables fueron necesarios
dos de estos observatorios idénticos, ubicados
uno en Livingston, Louisiana, y el otro Hanford,
Washington, ambos en Estados Unidos.
Gracias a esa distancia que hay entre ellos,
fue posible verificar que la señal efectivamente
venía del espacio e incluso determinar la
dirección del evento que causó las ondas
gravitacionales.
En el caso de ese primer registro histórico,
las ondas pasaron primero por Livingston y,
7 milisegundos después, por Hanford.
Y, debido al área del cielo de donde provino
la señal, fue que se supo que la colisión
de los agujeros negros ocurrió hace 1.300
millones de años, es decir, en tiempos en
que la vida en la Tierra estaba dando el salto
de organismos unicelulares a multicelulares.
Desde entonces, tres de las figuras clave
en la creación de LIGO recibieron el premio
Nobel de Física y se han detectado más ondas
gravitacionales.
Además, se han modernizado los observatorios
que ya existían y se están construyendo
nuevos en la Tierra y para lanzar al espacio.
-
Comprobar que, una vez más, Einstein tenía
razón es un dato interesante.
Pero lo verdaderamente importante de la detección
de las ondas gravitacionales es que abrió
una nueva ventana al universo.
Antes solo éramos capaces de detectar los
objetos o fenómenos que emitían luz o que
nos enviaban partículas.
Ahora también podemos aprender de aquellos
que emiten ondas gravitacionales.
Esto incluye ampliar nuestro conocimiento
sobre los agujeros negros y sus parientes
aún menos conocidos, las estrellas de neutrones.
Pero también existe la posibilidad de que,
en la medida en que los instrumentos de detección
se vuelvan más y más sensibles, lleguemos
a estudiar los restos de la radiación gravitacional
creada por el propio Big Bang.
La historia nos indica que cada vez que encontramos
una nueva forma de ver el universo, hacemos
descubrimientos inesperados.
Las ondas gravitacionales no serán la excepción.
