“Oír” las señales espaciales transformará
drásticamente el conocimiento que se tiene del universo conocido hasta ahora.
Altos de Pipe, 17 de marzo de 2016.- Vanessa Ortiz Piñango
vortiz@ivic.gob.ve
Alterar el tiempo y espacio, construir un mapa
intergaláctico y viajar a otros lugares del cosmos, no son solo argumentos de
películas de ciencia-ficción desde que se anunciara la primera detección
directa de las famosas ondas gravitacionales, predichas en 1916 por el físico
alemán Albert Einstein.
Esos sorprendentes eventos son teóricamente
posibles y los venezolanos deberían estar orgullosos si en el futuro lograran
materializarse, pues especialistas del Instituto Venezolano de Investigaciones
Científicas (Ivic) participaron en las fases iniciales del proyecto
internacional, a mediados de los años ochenta.
Simular numéricamente la propagación de ondas
gravitacionales, utilizando métodos computacionales súper complejos, fue una de
las tareas asignadas al investigador del Centro de Física del Ivic, Leonardo
Sigalotti, durante su estancia doctoral en la Escuela Internacional de Estudios
Avanzados (SISSA) de Italia.
Sigalotti fue alumno del británico Dennis Sciama,
considerado el padre de la cosmología moderna y tutor del astrofísico inglés
Stephen Hawking. Junto con el mexicano Jaime Klapp y el británico Richard
Stark, el científico del Ivic emprendió una misión para nada sencilla: predecir
el comportamiento de ondas gravitacionales jamás observadas, mediante equipos
de alta tecnología ubicados en Italia y los Estados Unidos.
“Los tres
me cuentan que fue sumamente difícil, de hecho los resultados fueron
infructuosos, en parte porque los detectores de la época no tenían la
sensibilidad adecuada”, relató el investigador del Centro de Física del Ivic,
José Manuel Ramírez, quien años más tarde, en el 2004, aprobaría un curso de
relatividad general dictado en el Ivic por el propio Stark.
Misterios desplegados
Como un doblez, tal vez una vibración o quizás
una arruga en una sábana, así lucen las ondas gravitacionales tras la
interacción de cuerpos con masa. Según la teoría de la relatividad general de
Einstein, los objetos masivos “tuercen” el espacio-tiempo y se origina lo que
se percibe como gravedad, la cual no constituye un campo de atracción sino una
deformación del espacio-tiempo.
La Tierra también puede “doblar” el
espacio-tiempo, “pero la señal es muy débil y apreciarlas es complicado debido
a la distancia”, explicó Ramírez, jefe del Laboratorio de Física Computacional
del Ivic.
Sin embargo, y tras décadas de intentos fallidos
y falsas alarmas, la proeza fue finalmente divulgada el pasado 11 de febrero en
un artículo publicado en la revista Physical Review Letters de la
American Physical Society. Más de mil científicos de 18 países del mundo
formaron parte de este acierto galáctico.
El Observatorio de Interferometría Láser de Ondas
Gravitacionales (Ligo) de los Estados Unidos registró la existencia de ondas
gravitacionales, emitidas por dos agujeros negros -de 36 y 29 veces la masa del
Sol- tras una danza giratoria que culminó en la fusión de ambos y creación de
un nuevo agujero negro, con más de 60 veces la masa solar.
La señal transitoria, recibida el 14 de
septiembre de 2015, surgió a una distancia aproximada de 1.300 millones de años
y justo antes de chocar, en la última fracción de segundo, liberó “50 veces más
energía que todas las estrellas del universo conocido”, indicó el jefe de la
Unidad de Divulgación y Socialización de la Física del Ivic, Enrique Torres.
Detectar ondas gravitacionales, investigar la
naturaleza de la gravedad a través de ellas y usarlas como herramienta de
investigación astrofísica, son algunos de los objetivos de Ligo, acotó Torres.
Para lograrlo, Ligo cuenta con dos potentes
instrumentos ópticos (interferómetros) -uno en Hanford, Washington; y otro en
Livingston, Luisiana). Cada uno consiste en dos túneles al vacío idénticos,
dispuestos en forma de L y separados por 4 kilómetros de longitud, en cuyos
extremos finales hay un par de espejos de alta precisión.
Un rayo láser fue dividido en dos haces de luz y
enviado a cada uno de los interferómetros. Ambos espejos reflectantes
capturaron al mismo tiempo una ligera variación del espacio-tiempo, haciendo
que uno de los túneles se “estirara” y el otro se “encogiera”: había pasado una
onda gravitacional.
El acervo científico que se tiene en la
actualidad sobre el universo ha sido posible gracias a la radiación emitida por
los cuerpos celestes: las llamadas ondas electromagnéticas. Los rayos gamma,
rayos X y rayos UVA; la luz visible, la radiación infrarroja y de microondas,
así como las ondas de radio, le han permitido al ser humano acercarse a los
confines del universo. Todo eso cambiará con este extraordinario
descubrimiento.
“Las ondas
gravitacionales nos van a dejar ver cosas que no podíamos con telescopios;
además, sus frecuencias están en el rango del sonido, por lo que podríamos
escucharlas. El universo prácticamente ha conseguido un walkie-talkie para
comunicarse con nosotros y revelarnos sus secretos de propia boca. No pensé
vivir lo suficiente para presenciar esta noticia”, afirmó el investigador del
Ivic, José Manuel Ramírez.
Agudizando los sentidos
Este hallazgo, sin embargo, no fue la primera
comprobación de la teoría de la relatividad general de Einstein.
Un sistema púlsar binario -es decir, dos
estrellas de neutrones que emiten radiación electromagnética de forma regular-
fue identificado en 1975; posteriormente, en 1982, se observó la pérdida de
energía de dicha pareja cósmica.
Los científicos a cargo del experimento (los
estadounidenses Russell Hulse y Joseph Taylor Jr.) le atribuyeron la culpa a
las ondas gravitacionales de “robarle” la energía al púlsar binario; el dúo
ganó el Premio Nobel de Física en 1993 por este importante avance.
¿Se justifica el revuelo mundial causado por la
reciente novedad de Ligo? ¡Totalmente! Porque desde los años sesenta se había
intentado -sin frutos- captar de manera directa el paso de una onda
gravitacional.
“Posiblemente
en el futuro podamos hacer viajes interplanetarios con un mapa del universo que
nos construyan las ondas gravitacionales. Además, es un triunfo de la física
fundamental que se creía puramente académica y que no contribuía con la vida
cotidiana”, precisó Ramírez.
Un agujero negro es una región cósmica donde el
espacio-tiempo se curva intensamente debido a la concentración excesiva de
masa; ni siquiera la luz puede escapar de ese oscuro lugar. Los agujeros negros
se forman por el colapso de estrellas masivas causado por la presión
gravitatoria, que las va comprimiendo hasta implotar.
De acuerdo con Einstein, al interior de lugares
de alta gravitación, como los agujeros negros, el tiempo se dilata. Si viajas a
la velocidad de la luz, el tiempo también puede avanzar más lento.
En sus ecuaciones revolucionarias, el tiempo es
una variable más, lo que significa -a juicio de Ramírez- que el tiempo puede ir
hacia atrás. Distancias en línea recta que podrían durar años, pudieran
recorrerse en días u horas si el espacio-tiempo “se acortara”. No obstante, las
implicaciones de este aventurado pronóstico aun están por descifrarse.
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