El 11 de febrero de 2016, la comunidad científica hizo historia. El observatorio Advanced LIGO logró detectar por primera vez una señal procedente de ondas gravitacionales. Tres meses después, los investigadores han conseguido determinar por segunda vez ondas gravitacionales procedentes de la colisión de dos agujeros negros. ¿Qué supone este descubrimiento? ¿Cómo pueden definirse las ondas gravitacionales y por qué nos deberían importar? Estas son las cuatro claves para explicar el concepto de ondas gravitacionales para principiantes:
¿Qué son las ondas gravitacionales?
Imagine que lanza una piedra a un estanque. En el lugar donde caiga se producirá una pequeña perturbación, que identificaremos fácilmente al observar las ondas que se propagarán suavemente sobre el agua.
Algo similar ocurre con las ondas gravitacionales. Los eventos más exóticos y violentos del universo, como el Big Bang, las explosiones de supernovas o las colisiones de dos agujeros negros, también producen ondas que se propagan de forma tenue por el cosmos. Por este motivo, las ondas gravitacionales también han sido descritas como los "ecos" que nos permiten escuchar algunos de estos explosivos y desconocidos eventos.
¿Quién propuso su existencia?
Albert Einstein, al desarrollar la **teoría general de la relatividad en 1916, propuso también la existencia de las ondas gravitacionales. Pero no fue el primer científico que habló de la radiación gravitacional. Como nos explica el Dr. Antonio López Maroto, profesor de Física Teórica I de la UCM, Henri Poincaré ya había planteado en 1908 que "las órbitas planetarias deberían perder energía por emisión de radiación del propio campo gravitatorio". Incluso Pierre-Simon Laplace en 1776 ya había considerado una idea similar.
El propio Einstein era consciente de la dificultad que entrañaba detectar las ondas gravitacionales. En 1936, el físico envió junto con Nathan Rosen un artículo a la revista Physical Review con el título "Do gravitational waves exist?", en el que paradójicamente llegaron a una conclusión negativa. Aparentemente, el artículo contenía errores importantes y fue rechazado por el editor. Desde aquel entonces, la búsqueda directa de ondas gravitacionales ha sido uno de los grandes desafíos de la física.
¿Por qué deben importarnos?
En palabras de la Dra. Alicia Sintes, investigadora de la Universitat de les Illes Balears, las ondas gravitacionales podrían "abrir una nueva ventana al conocimiento". Su detección nos daría más información acerca de los fenómenos más violentos y explosivos del cosmos. Podríamos saber, por ejemplo, cómo se formaron los agujeros negros supermasivos y su conexión con el nacimiento de las galaxias.
En otras palabras, si fuéramos capaces de "escuchar" las tenues ondas que se propagan por el universo podríamos conocer más acerca de las perturbaciones que las provocaron. Utilizando el símil del estanque, si podemos ver las ondas sobre el agua lograríamos saber más acerca del lugar donde cayó la piedra o el tamaño y la fuerza que esta tenía cuando fue lanzada.
¿Cómo y dónde se detectan las ondas?
En 1973, los científicos Russell A. Hulse y Joseph H. Taylor descubrieron un púlsar binario, una pareja de estrellas que "bailaban" una alrededor de la otra. Sin embargo, a cada vuelta que daban iban perdiendo progresivamente energía orbitando cada vez más rápido. El hallazgo fue la primera evidencia indirecta de que las ondas gravitacionales o "susurros cómicos" existían, motivo por el que los investigadores recibieron el Premio Nobel de Física de 1993.
Debido a que las ondas son "ecos muy tenues", necesitamos "oídos muy sensibles" con los que escucharlas. Por ello en 1997 se lanzó la colaboración científica de LIGO, que pretendía encontrar la primera evidencia directa de que las ondas gravitacionales existían. Los detectores de Advanced LIGO, que reanudaron su trabajo en septiembre de 2015, llevan desde entonces trabajando en la búsqueda de estos "susurros cósmicos", junto a otros observatorios como VIRGO (Italia) y GEO600 (Alemania). A finales del año pasado, la Agencia Espacial Europea también lanzó LISA Pathfinder con el objetivo de aportar su granito de arena. El reto es complejo, las expectativas máximas.
