Por qué los números no le hacen justicia al descubrimiento de las ondas gravitacionales de Einstein

  • 12 febrero 2016
La tela del espacio Image copyright Reuters
Image caption Las ondas muestran cómo la línea del tiempo en el espacio se curva con el movimiento de las materias.

"Es extraordinario, realmente lo es", no paraba de repetir este jueves Jim Hough, un cazador de ondas gravitacionales de la universidad de Glasglow, en Escocia.

Este científico asistió a la rueda de prensa del National Press Club en Washington para ser testigo del anuncio en el que finalmente informaban sobre la última constatación que quedaba por hacer de las teorías de la relatividad de Albert Einstein.

Estas ondas que muestran cómo los objetos hacen que el espacio-tiempo se curve venían de la fusión de dos agujeros negros de un "tamaño mediano".

Quizás en papel, este descubrimiento parece simple. Pero es cuando intentas imaginar el escenario que se describió, cuando te vas hacia atrás.

Imagina dos monstruosos agujeros negros desacelerándose entre ellos en el espacio.

Uno tiene una masa de unas 35 veces la de nuestro Sol, el otro es de unas 30 veces.

En el momento justo antes de fusionarse, giran entre ellos varias decenas de veces por segundo.

Y entonces, se juntan para convertirse en uno, como ocurre con las burbujas de jabón.

E=mc2

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Image caption La genialidad de Einstein volvió a comprobarse este jueves.

David Reitze, director ejecutivo del Observatorio Avanzado de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales, conocido como LIGO, describió así el evento:

"Piensa en algo de unos 150 km de diámetro, con una masa 30 veces la del Sol, y aceléralo a la mitad de la velocidad de la luz. Ahora piensa en otro objeto que es 35 veces la masa del Sol y aceléralo a la mitad de la velocidad de la luz, y entonces colisiónalos".

"Esto es lo que vimos aquí", agregó. "Es alucinante".

En ese momento de unión, los agujeros irradian energía pura en forma de ondas gravitacionales, y pierden el equivalente a tres veces la masa de nuestro Sol.

La energía es igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado, todo el mundo conoce la ecuación, aquí la vieron en acción.

Es esta tremenda liberación de energía y la deformación del espacio tiempo resultante, lo que los laboratorios de LIGO pudieron detectar, incluso cuando esto ocurrió a 1.300 millones de años luz de la Tierra.

1.000 especialistas, 80 centros y 15 países

Unos mil investigadores de 80 instituciones en 15 países están celebrando el momento. Y es fácil ver la razón de esta emoción que fue aumentando hasta el anuncio de esta semana.

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Image caption Las ondas fueron detectadas casi simultáneamente en dos laboratorios a 3.000km de distancia.

La detección de la fusión de los agujeros negros se hizo el pasado 14 de septiembre a las 09:50:45 GMT.

Los interferómetros láser manejados por LIGO acababan de entrar en funcionamiento tras varios años de reformas para aumentar su sensibilidad.

Ni siquiera estaban en modo formal de observación científica.

Los especialistas todavía estaban revisándolos cuando los detectores recibieron la señal, una perturbación equivalente a alguien dándole un pequeño empujoncito a un equipo ultra silencioso por fracciones del ancho de un protón, la partícula en el corazón de todos los átomos.

El primero en detectarlo fue el laboratorio LIGO de Livingston, Luisiana.

A 3.000 kilómetros de distancia, el observatorio de Hanford, en el estado de Washington, recibió este golpe unos 7 milisegundos más tarde.

Los expertos están bastante seguros de la distancia del acontecimiento, no tanto con la ubicación; piensan que esta fusión de agujeros negros pudo ocurrir en el cielo del sur.

¿Ondas o agujeros?

De alguna forma, es difícil saber en qué se debe enfocar uno.

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Image caption Este descubrimiento también es importante porque es la primera observación directa de cómo dos agujeros negros orbitaron hasta unirse.

¿Es la detección histórica de las ondas o los datos astrofísicos que ellas representan?

Esta es la primera observación directa de los agujeros negros, de agujeros negros de esta magnitud y de cómo estuvieron orbitando entre ellos hasta que se unieron.

Y todos los números concuerdan exquisitamente con las ecuaciones de Einstein.

Tal y como lo predijo, las ondas irradian a la velocidad de la luz, lo que significa que el gravitón, la supuesta partícula que sería responsable de la transmisión gravitatoria, no tiene masa.

"Si bien las ecuaciones de Einstein son famosas por su complicidad, son las más simples que pudo crear, tomando en cuenta todos las limitantes que tuvo que satisfacer", comentó Bernie Schutz, de la universidad de Cardiff, en Gales.

"Es notable que la naturaleza no añadiera una complejidad aún mayor. Y las ecuaciones son lo que son, y son hermosas".

Obviamente ahora se necesita que haya más detecciones.

Científicos creen que hace unas semanas pudieron haber visto un evento mucho más pequeño que requiere de más estudio.

Lejos de Tierra

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Image caption Con solo "dos oídos" para detectar las ondas gravitacionales, los científicos solo pueden estimar la ubicación de los agujeros negros.

En los meses del verano boreal, los laboratorios LIGO volverán a funcionar tras un tiempo de inactividad.

Cuando esto suceda, un tercer laboratorio en Italia, conocido como Virgo, se les unirá.

En el futuro también se sumarán observatorios en India y Japón.

Con todos estos "oídos en el cosmos", debería ser más fácil identificar con exactitud el lugar en que ocurren estos eventos.

Y la Agencia Espacial Europea está desarrollando un observatorio de ondas gravitacionales para poner en órbita, lejos de la Tierra, que esperan lanzar en 2030.

Actualmente no es la gran misión que todos habían esperado, porque hace unos años la agencia espacial estadounidense se metió en aprietos sobre su financiación y abandonó el proyecto.

Es por esto que la escala de la misión tuvo que ser rediseñada y ahora muchos esperan que este hito histórico haga que la NASA vuelva a sumarse.

"El compromiso que se hizo, construirlo en Europa para que los estadounidenses no tuvieran que contribuir, no fue el mejor que pudieron hacer por la ciencia", señaló Rai Weiss, del MIT.

"Como consecuencia, muchos de nosotros estamos tratando de restablecer esa colaboración".

Es sólo saliendo al espacio para medir ondas gravitacionales de eventos más grandes, lejos de la ruidosa superficie de la Tierra, que los investigadores esperan ver las pequeñas grietas que empiezan a emerger de esas gloriosas ecuaciones de Einstein.

¿Quién se lleva el premio?

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Image caption El estadounidense Kip Thorne y el alemán Rai Weiss son dos nombres obvios para el Nobel.

En ocasiones como estas, es inevitable que el debate se incline hacia los premios Nobel.

Nadie duda en que el anuncio del jueves se merezca uno; el debate, como siempre, es sobre quién lo debe recibir.

Los candidatos obvios incluyen el estadounidense Kip Thorne, el escocés Ron Drever y el alemán Rai Weiss.

Ellos son considerados los padres de LIGO, al proponer el concepto de estos laboratorios en los años 80.

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Image caption Aunque hay quienes abogan por que el Nobel vaya a todos los científicos que participan ahora en el proyecto.

Pero para Jim Hough, quien empezó a trabajar en ondas gravitacionales durante su postgrado a finales de los 70, sería apropiado si parte de esa gloria va para la inmensa colaboración de investigadores que hicieron de LIGO lo que es ahora.

En la lista de autores del estudio publicado en el Physical Review Letters hay 1.004 autores.

"El comité de los Nobel debió darle el premio al propio colisionador de hadrones por haber detectado el bosón de Higgs (se lo dieron al británico Peter Higgs por su teoría)", comentó Hough.

"Todos esos investigadores trabajaron muy duro y debieron haber sido premiados por ello".

"Pero es muy probable que veamos ocurrir lo mismo con las ondas gravitacionales, lo que a mi modo de ver es una gran lástima".

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