Un hallazgo histórico abre una nueva era en la astronomía

El 14 de septiembre de 2015, a las 5.51 de la madrugada (hora de verano del este de los Estados Unidos), detectores gemelos ubicados a 3000 kilómetros de distancia escucharon, con siete milisegundos de diferencia, señales originadas hace 1300 millones de años en una región lejana del cosmos en la que dos agujeros negros se fusionaban en un abrazo salvaje.

Esos latidos fugaces confirman la existencia de ondulaciones en la trama del espacio-tiempo, llamadas "ondas gravitacionales", que Einstein predijo hace cien años.

"Esta detección es el comienzo de otra era: la astronomía de ondas gravitacionales", dijo ayer, durante una conferencia de prensa en Washington, la argentina Gabriela González, vocera del experimento LIGO, que persigue estas señales particularmente elusivas desde hace décadas.

El consorcio está integrado por 1000 científicos de 15 países, entre los que participa un importante grupo de argentinos, varios de la Universidad Nacional de Córdoba.

"¡Lo hicimos!", exclamó David Reitze, director ejecutivo del proyecto, durante el anuncio de los resultados. El trabajo se publicó ayer en Physical Review Letters y se espera que este año haya otras detecciones que lo confirmen. Si es así, puede ser motivo de un Nobel.

Predichas por Einstein en su teoría de la relatividad general hace exactamente cien años y generadas por cataclismos cósmicos, las ondas gravitacionales estiran y comprimen el espacio y el tiempo a medida que se propagan por el universo.

Los físicos llegaron a la conclusión de que las detectadas por LIGO fueron producidas en la última fracción de segundo por la fusión de dos agujeros negros de 29 y 36 veces la masa del Sol. El resultante, sin embargo, no tuvo 65 masas solares, sino 62 (comprimidas en un cuerpo de alrededor de 300 km de diámetro). Cerca de tres veces la masa del Sol se convirtieron en ondas gravitacionales en una fracción de segundo.

"Es un montón de energía -explica Matías Zaldarriaga, astrofísico argentino que investiga en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, donde trabajó Einstein-. Lo que pasa es que, como no hay ningún material que pueda emitir luz, no lo vemos. Si esto fuera luz, lo veríamos en todo el universo."

Según explica González desde la Universidad de Luisiana, los científicos buscan "arrugas en el espacio-tiempo" que se producen por el efecto de masas que giran muy rápidamente. "La teoría de la relatividad general de Einstein dice que si tenés una masa como la del Sol lo que hace no es atraer al otro cuerpo, sino deformar el espacio-tiempo -destaca-. También predice que cualquier masa que se acelere produce ondas gravitacionales. Para detectarlas, usamos un interferómetro: es un dispositivo en el que un láser infrarrojo llega a un semiespejo, se divide en dos y cada haz viaja cuatro kilómetros en el vacío, rebota en otro espejo y vuelven a encontrarse. Si las distancias son iguales, se cancelan uno al otro, pero si son distintas [por efecto de la casi imperceptible distorsión que imprime una onda gravitacional], los detectores ven un poco de luz. Ahora, la distorsión que registran es ínfima: de una parte en 10-21 (0 seguido de 20 ceros y un 1), un átomo en la distancia de la Tierra al Sol.

"Parece imposible de medir, pero lo calculamos y vimos que se podía. Y lo hicimos", se entusiasma González. El logro adquiere aún más trascendencia luego de que, en 2014, se frustró un anuncio similar del experimento Bicep. "La diferencia fundamental es que en el Bicep uno no estaba detectando ondas gravitatorias, sino su efecto en la radiación de fondo cósmica -explica Luis Lehner, científico argentino que trabaja en el Perimeter Institute de Canadá-. Nuestra teoría dice que en el comienzo del universo se habrían originado ondas gravitatorias y tratábamos de ver cómo esa distorsión había afectado a los fotones [la luz]. Mientras que en este caso se detectaron ondas gravitatorias en sí."

"Las ondas que buscaba el Bicep venían del origen del universo -coincide Zaldarriaga -. Éstas las producen estrellas neutrónicas o agujeros negros que giran uno alrededor del otro a alrededor de mil vueltas por segundo. Con la información de las ondas gravitacionales veremos cosas que nadie se imagina."

Juan Martín Maldacena, otro argentino del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, agrega: "Hasta hace unos 100 años, la única manera de recibir señales de fuera de la Tierra era por medio de la luz, primero con los ojos y luego con telescopios. En el siglo XX, comenzaron a recibirse otras señales, rayos cósmicos, distintas ondas electromagnéticas: ondas de radio, infrarrojo, rayos X, rayos gamma, etcétera, y más recientemente, neutrinos. Cada vez que se exploró el universo con un nuevo tipo de radiación, se vieron cosas nuevas. Ahora comienza la era de la astronomía de ondas gravitacionales; con ellas podremos explorar algunos de los procesos más violentos del universo. Este descubrimiento es sólo el comienzo. Si se confirma, demuestra que hay un nuevo universo por explorar".

Y Fidel Shaposnik, de la Universidad Nacional de La Plata, concluye: "El Premio Nobel de Einstein fue otorgado por su propuesta de describir las ondas luminosas en términos de partículas que no tienen masa (los fotones) y que por eso viajan en el vacío a la máxima velocidad posible (que justamente llamamos velocidad de la luz). Por analogía, describimos las ondas gravitatorias en términos de partículas que llamamos «gravitones», que, según la relatividad general, tampoco tienen masa y su velocidad sería la misma que la de la luz. Pero si se midiera una velocidad menor, sería una clara indicación de que los gravitones tienen masa, lo cual revolucionaría la teoría de la gravitación". Según el científico, esta detección y las futuras terminarían de confirmar la existencia de los agujeros negros, permitirían comprender mejor la física de estrellas de neutrones y tener más exactitud en la medida de la velocidad de expansión del universo. "Los físicos estamos viviendo un momento muy excitante -asegura-. Desde mi punto de vista, tanto o más que cuando se esperaba la confirmación del bosón de Higgs."