La teoría de la relatividad general de Albert Einstein revolucionó la física. Las ondas gravitacionales constituyen un caso de particular interés derivado de lo enunciado por el físico alemán a partir de 1916. Fue cuando predijo que así como todas las masas deforman el espacio-tiempo también era posible que fenómenos que variaran esa deformación podían producir ondas gravitacionales.
Pero la tecnología de la época no podía concebir un experimento tan sensible como para detectarlas, porque los eventos que las generarían con suficiente energía son muy raros y por eso normalmente muy lejanos.e imperceptibles al llegar a la Tierra.
Sin embargo, ahora un grupo de científicos hizo pública por primera vez la detección de una forma específica de este fenómeno, probablemente tan viejo como el universo, abriendo así una nueva ventana por la cual asomarse a entender el comienzo de todo.
Clarín habló con Joaquín Pelle, astrofísico en CONICET, Gustavo Boado, responsable de guiado, navegación y control satelital de Arsat, Jaime García, director del Instituto Copérnico y Martín Makler, investigador del International Center for Advanced Studies (ICAS), del Instituto de Ciencias Físicas, CONICET, para entender los alcances de este descubrimiento.
¿Cuál es la importancia de este descubrimiento?
Pelle evalúa que el descubrimiento tiene una importancia doble. “Por un lado, es la primera vez que se detectan ondas gravitacionales provenientes (probablemente) de agujeros negros supermasivos, con hasta miles de millones de veces la masa del sol. Por el otro, es la primera vez que se utiliza con éxito esta técnica de observación la cual abre una nueva ventana hacia el futuro de la astronomía ya que las ondas gravitacionales detectadas tienen longitudes de hasta decenas de años luz«, analiza.
Para Boado la única novedad es que recientemente se actualizó el LIGO (un detector que funciona desde los 90s). “Las primeras detecciones de ondas gravitacionales se hicieron en 2015. Recientemente, se detectaron ondas gravitacionales de baja frecuencia que podrían corresponder a eventos del comienzo del universo, pero todavía están bajo análisis».
En sintonía, García considera que la relevancia radica en haber encontrado otra forma de estudiar el universo a través de las ondas gravitacionales de muy baja frecuencia que recorren el espacio-tiempo desde el comienzo del cosmos.
Y Makler distingue que es la primera vez en la história que se detectan ondas gravitacionales con una técnica que consiste en usar estrellas que giran emitiendo ondas de rádio, como relojes y mirar cómo cambia el tic-tac de esos relojes mientras pasan las ondas gravitacionales por el medio, «Además, nos traen informaciones nuevas sobre el Universo, de forma muy distinta a la luz que se ve con telescopios», suma.
¿Por qué es un hito astronómico?
“Se trata de un hito importante para la Astronomía porque desde que se pudieron detectar las ondas gravitacionales, en 2015, un siglo después de que Einstein realizara la predicción de su existencia dentro del marco de su Teoría General de la Relatividad, los fenómenos detectados por los experimentos LIGO y VIRGO, de EE.UU. y Europa, son de muy breve duración y corresponden al instante en que dos agujeros negros que giran uno alrededor de otro se fusionan para formar otro mayor. En cambio, este ruido se corresponde con eventos de mayor duración en el tiempo y podrían estar asociados al proceso previo a esa fusión entre los agujeros negros”, describe García.
Makler entiende que esta nueva técnica para detectar ondas gravitacionales llevó a descubrir pares de agujeros negros supermasivos. «Es el princípio de una nueva era para este tipo de estudio», define.
Boado sostiene que las ondas gravitacionales son una herramienta más para poder explorar el universo. “La ventaja es que se propagan a través del espacio-tiempo, por lo que no las atenúan el gas o el polvo interestelar, pero la desventaja es que sólo eventos muy grandes, como la colisión de agujeros negros supermasivos, producen ondas detectables con los medios actuales, y los detectores son muy poco direccionales».
Por su parte, Pelle sostiene que investigar el origen y la naturaleza de estas señales nos va a ayudar a entender varias cuestiones sobre el universo. «Nos permite comprender la formación y la evolución de las galaxias y cómo sus agujeros negros centrales se vuelven tan masivos. Además, contribuye a entender los fenómenos físicos más fundamentales de la naturaleza, como la interacción gravitatoria»
Y resume: «Los campos gravitacionales en el entorno de los agujeros negros son los más extremos del universo, por lo que estos eventos permiten poner a prueba nuestra teoría fundamental de la gravedad, la relatividad general, compararla teorías alternativas, y así comprender mejor la interacción gravitatoria».
¿Qué misterios del cosmos podría revelar este descubrimiento?
Esta nueva forma de acceder al Universo, a través de ondas gravitacionales que se detectan por alteraciones en los tiempos de llegada de las señales de radio de los púlsares (estrellas de neutrones que son objetos compactos que giran a enormes velocidades: del orden de 700 giros por segundo), implica poder estudiar todo el proceso evolutivo de los agujeros negros binarios hasta que se fusionen y, también, las fusiones de otros agujeros negros para formar los supermasivos, como el que habita en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Así lo interpreta García.
“Nos aportará conocimiento sobre ese tipo de agujero negro, que es muy importante para entender cómo se forman y evolucionan las galáxias, dónde surgen las estrellas y planetas. En última instancia nos pueden ayudar a entender cómo llegamos hasta aquí. En particular, hasta ahora no se sabe como se formaron los agujeros negros supermasivos y la descubierta nos pordría ayudar a entender de donde vienen y como se distribuyen”, aporta Makler
Boado insiste en que representa un medio más para observar el universo. “Comparado con los otros medios disponibles es poco relevante, pero puede llevar a descubrir fenómenos que son muy raros. Como los detectores son poco direccionales observan una porción importante del universo.Los detectores de ondas gravitacionales pueden verse como una especie de sistema de alarma que le dice a los astrofísicos que algo interesante está pasando, y más o menos dónde, y qué pueden buscar más información con otros instrumentos más precisos pero más direccionales”, evalúa.
¿Producen algún ruido?
Pelle dice que estrictamente no producen sonido. «Mientras que el sonido es una perturbación en el aire, las ondas gravitacionales son una perturbación en el espaciotiempo. Por el momento, no se ha podido identificar una señal individual, ni decir de qué lugar proviene exactamente,. Se trata de la superposición de muchas señales provenientes de distintos lugares y distintos tiempos, como si fuese el murmullo de muchas personas en el cual no se distinguen precisamente las palabras ni quiénes las pronuncian», analiza.
“Los instrumentos que las detectan son gigantescos interferómetros láser, que detectan esencialmente, que un lado de una L de varios Km cambia de tamaño de forma diferente al otro. Esa variación la podés traducir en un sonido, pero no es que la onda gravitacional se escucha, sino que le ponés un sonido al detector”, concluye Boado.
MI