WASHINGTON/CAMBRIDGE - Científicos dijeron ayer que por primera vez detectaron ondas gravitacionales, vibraciones en el espacio y tiempo sobre las que teorizó Albert Einstein hace un siglo, en un histórico descubrimiento que abre una nueva ventana para el estudio del cosmos.

Los investigadores dijeron que detectaron el 14 de septiembre del 2015 las ondas emitidas por dos agujeros negros que orbitaban uno alrededor del otro y que colisionaron. Los agujeros negros tenían 30 veces el tamaño del sol y se ubicaban a 1.300 millones de años luz de la Tierra.

El anuncio

El descubrimiento, anunciado en Washington por científicos del Instituto Tecnológico de California (Caltech), el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y Colaboración Científica LIGO, se logró usando un par de gigantescos detectores láser en Estados Unidos, coronando una larga búsqueda para confirmar la existencia de las ondas.

Como la luz, la gravedad viaja en ondas, pero en vez de radiaciones, es el espacio mismo que vibra. Luego de detectar la onda gravitacional, los científicos dijeron que la convirtieron en ondas de radio y pudieron escuchar el sonido de los dos agujeros negros fusionándose. “Es la primera vez que el universo nos habla en ondas gravitacionales, hemos estado sordos. Escucharemos cosas que nunca esperamos, que no vimos antes”, dijo David Reitze, director ejecutivo de LIGO en la presentación. En la conferencia, los científicos mostraron videos del hallazgo de las ondas y el audio del momento en que colisionan los agujeros negros. “Hemos construido un nuevo tipo de telescopio y logramos abrir un campo totalmente nuevo”, añadió el padre fundador del sistema LIGO, Rainer Weiss, del MIT. “Estamos siendo testigos de la apertura de una nueva herramienta para hacer astronomía. Hemos encendido un nuevo sentido. Hemos podido ver y ahora podremos escuchar también”, le dijo la astrofísica del MIT Nergis Mavalvala a Reuters. El trabajo de LIGO es financiado por la Fundación Nacional de Ciencia, agencia independiente del Gobierno estadounidense.

Lo que el observatorio LIGO consiguió fue captar la huella de la fusión de dos agujeros negros. Esta prueba confirma la existencia de las ondas gravitacionales, la última gran predicción de la teoría de la relatividad general de Einstein que aun quedaba por constatar de forma directa. “Hace 400 años, Galileo dirigió un telescopio hacia el cielo. Creo que hoy abrimos una nueva era”, dijo Reitze.

Los astrónomos pueden usar las ondas gravitacionales como mensajeros desde el espacio con lo que esperan lograr descubrimientos completamente nuevos en el espacio, añadió.

Un visionario

Por lo general las ondas gravitacionales son tan débiles que Einstein no creía que pudiesen medirse. Aun así, los físicos intentaban desde hace 50 años encontrar una prueba directa de su existencia, aunque todos los hallazgos reportados hasta ahora habían resultado inconsistentes.

Sin embargo, apenas se dudaba de su existencia. En 1974 los astrónomos estadounidenses Russell Alan Hulse y Joseph Taylor descubrieron un sistema binario compuesto por dos estrellas de neutrones que orbitan una muy cerca de la otra. Su periodo de revolución se reduce lentamente, lo que se explica con la pérdida de energía a través de las ondas gravitacionales. Ambos investigadores recibieron el Premio Nobel de Física en 1993 por esta demostración indirecta.

Cientos de científicos en más de 40 instituciones de todo el mundo cientos participan del Interferómetro Láser Observatorio de ondas gravitatorias (LIGO).

La primera comprobación directa se ha conseguido ahora en los observatorios LIGO de Livingston y Hanford. “Hemos observado las cuatro últimas revoluciones de dos agujeros negros antes de que se fusionasen”, explica el profesor Bruce Allen, director en el Instituto Max Planck de Física Gravitacional de Potsdam y Hannover, que ha contribuido al observatorio con tecnología. Según Allen, la señal es muy clara y no deja lugar a dudas de que es una comprobación directa de las ondas gravitacionales. Fueron dos científicos del Max Planck los primeros que detectaron las señales, en horas de la mañana europea, cuando los investigadores estadounidenses aun dormían.

“Al principio ambos pensaron que se trataba de una prueba artificial, ya que la señal era demasiado buena! Pero después investigamos y no se había llevado a cabo ninguna prueba”, cuenta Allen. Los análisis realizados durante meses confirmaron la autenticidad de los resultados de las mediciones.

“La señal parece sacada de un libro de texto”, le dijo Karsten Danzmann, del Max Planck, a DPA. “Parece exactamente una solución a las ecuaciones de campo de Einstein”. Mediante la comparación de la forma y de la intensidad de la señal con las simulaciones de cálculos, los científicos pueden determinar la naturaleza de la fuente que emite las ondas. Según esos análisis, la fusión observada de los agujeros negros se produjo a unos 1.300 años luz de distancia, en dirección a la constelación Dorado , explica Danzmann. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año. Los dos agujeros negros tenían 29 y 36 veces más masa que nuestro Sol, respectivamente, pero el agujero negro resultante de su fusión es equivalente a solo 62 masas solares. Esto se debe a que las tres masas solares de diferencia fueron irradiadas en forma de energía de ondas gravitacionales, según la equivalencia entre masa y energía establecida por Einstein en su Teoría de la Relatividad.

Según la equivalencia entre masa y energía (E=mc2) establecida por Einstein en su teoría de la relatividad, las tres masas restantes fueron irradiadas en forma de energía de ondas gravitacionales en menos de un cuarto de segundo. “Por un breve espacio de tiempo, este objeto fue el más energético de todo el Universo! Y sin embargo, permaneció totalmente oscuro”, subraya Danzmann.

“Nada desvía las ondas gravitacionales. Eso quiere decir que con ellas podemos observar en detalle los objetos del cosmos más profundo”, le dijo Weiss a DPA. “Una de las observaciones más emocionantes sería la de una supernova. Con ayuda de las ondas gravitacionales podríamos ver que es lo que realmente ocurre en el corazón de una explosión estelar de ese tipo”.

PUNTO DE VISTA

Un hallazgo excitante, revolucionario

Jorge Estrella - Filósofo, autor de "Ciencia y filosofía"

Físicos del Instituto Tecnológico de California (Caltech), el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y Colaboración Científica LIGO, han difundido el reciente hallazgo de ondas gravitacionales. Se trata de mínimas deformaciones en el espacio-tiempo cósmico que se desplazan a la velocidad de la luz. Han sido registradas recientemente por primera vez por un telescopio ubicado en el polo sur para estudiar la radiación cósmica de fondo, una radiación que testimonia el inicio del universo en una gran explosión o Big-Bang. Tras esa radiación se esconden, al parecer, estas ondas gravitacionales que comprimen al espacio en su viaje y por ello tienen un patrón diferente al del fondo de microondas.

La relatividad einsteiniana sostiene que la presencia de las masas gravitacionales curva al espacio. Y que las masas se desplazan dentro de esa curvatura producida por ellas. Las ondas gravitacionales nacerían de cuerpos acelerados. Ellas servirían, de este modo, para registrar hechos violentos en el universo, como la fusión de agujeros negros, la explosión de supernovas o el mismo Big-Bang, ocurrido hace unos 13.800 millones de años.

Tal es la importancia del hallazgo, que el físico Luis Álvarez-Gaumé, del CERN, ha declarado que el descubrimiento “resulta excitante, revolucionario. Después del hallazgo del bosón de Higgs, se abre la posibilidad de encontrar nuevas partículas y nuevos estados de la materia”. Y añade: “Es la puerta de toda una nueva Física para comprender el Universo a escalas que hasta ahora ni siquiera nos hubiéramos podido imaginar”.