Ondas Gravitacionales y Einstein

Este jueves 11 de febrero, se marcó un hito en la historia de la ciencia, de la astronomía y de la humanidad. Se ha reportado, tanto en una revista especializada como en muchos artículos de divulgación científica y redes sociales, la muy probable primera detección de ondas gravitacionales. Estas ondas son una predicción de la teoría de la relatividad general de Einstein de 1916, hace 100 años.

De manera similar a las ondas electromagnéticas (EM), que forman la base científica y tecnológica de una gran parte de nuestras comunicaciones inalámbricas, existen teóricamente ondas gravitacionales. Las ondas EM se producen cuando existe una corriente eléctrica variable en el tiempo, la cual consta a nivel microscópico del movimiento acelerado de electrones (o protones); esas partículas cargadas negativamente que constituyen los átomos.

Pues bien, las ondas gravitacionales se generan -para ponerlo de manera sencilla- cuando los cuerpos con masa se aceleran. No obstante, el efecto anterior es muy pero muy pequeño tal que no es en la práctica detectable cuando se mueven objetos terrestres o incluso planetas o estrellas; nomás como comparación el Sol tiene una masa como de 330,000 veces más grande que la Tierra.

Un grupo de científicos principalmente del tecnológico de California y de Massachusetts en EEUU desarrolló un proyecto, llamado LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), hace años para detectar ondas gravitacionales con tecnología bastante sofisticada de medición. Tal equipo es capaz de medir entre dos objetos desplazamientos ¡más pequeños que el diámetro de un protón! Existen dos equipos iguales al LIGO en partes geográficas opuestas de EEUU para realmente verificar que se detecte una onda gravitacional, y no sea debido a -por ejemplo- actividad sísmica o movimiento de camiones.

Se han estado observando las señales que llegan del espacio y se tiene bien caracterizado cómo deben ser las mismas, por ejemplo, de objetos muy masivos como los agujeros negros. Estas señales en los detectores son muy peculiares, son de una forma y frecuencia muy característica que no cualquier objeto puede emitir; además de que deben aparecer simultáneamente ambos detectores LIGO. En particular, se tenía contemplado el cómo pudiera ser la onda gravitacional que pudiera pasar por la Tierra y que fuera generada por la fusión de dos agujeros negros en alguna galaxia muy lejana.

 El año pasado el equipo del LIGO detectó 2 señales simultáneas, con las características esperadas de la fusión de dos agujeros negros. Pero se tuvo que hacer desde entonces un análisis de la información recibida bastante sofisticada para asegurarse que fuera realmente una señal de una onda gravitacional, y no un evento sísmico.

Después de todo este análisis, el equipo del LIGO ha hecho el anuncio este jueves 11 de que, por primera vez en la historia, se ha detectado el paso de una onda gravitacional por la Tierra. La conclusión de este equipo de científicos parece bastante robusta, y se espera que en el futuro se continúen detecciones similares.

 Esto recuerda un poco a la primera detección de ondas electromagnéticas hechas por Hertz en 1887. Ha sido todo un triunfo para la ciencia y la humanidad lograr tal detección, ya que ha involucrado el estudio por años de la teoría de ondas gravitacionales y el desarrollo de tecnologías para su detección. A diferencia de las ondas Hertzianas, de aplicación clara en nuestro mundo, las ondas gravitacionales no tendrán tal grado de aplicación, pero nos abren una nueva puerta al estudio y entendimiento del Universo en que vivimos.

*El autor es investigador del Instituto de Astronomía de la UNAM Campus Ensenada.