“La noticia me puso en órbita”: por qué sorprendió el nuevo hallazgo de ondas gravitacionales a una referente de la física

WASHINGTON.- Hace ocho años, cuando me enteré de que habían detectado ondas gravitacionales, tuve mareos, pero la noticia del mes pasado de que encontraron evidencias de que el cosmos emite ondas gravitacionales de baja frecuencia, directamente me puso en órbita.

Como soy física, estoy acostumbrada a la idea de que hay un mundo de partículas y ondas invisibles que se mueven por todo el universo. Ya acepté que mi cuerpo es atravesado constantemente por neutrinos y rayos cósmicos. Así como me someto alegremente a los rayos-X cuando voy al dentista, acepto las ondas de radio que están por todas partes.

¿Pero ondas gravitacionales…? Eso ya implica una distorsión del mismísimo espacio-tiempo, un estiramiento y encogimiento del tejido mismo de la realidad, una ola de deformación que rasga el cosmos, acelerándolo todo a su paso. Esas monstruosas habitantes de las profundidades intergalácticas no solo se revelan por la luz que emiten, sino por la forma en que trastocan el espacio-tiempo que compartimos. Cuando nos atraviesa una onda gravitacional, durante un instante tenemos una forma diferente.

Por supuesto que ese efecto es mínimo. Las primeras ondas gravitacionales detectadas en 2015 por el Observatorio de Detección de Ondas Gravitacionales LIGO, en Washington y Luisiana, fueron disparadas por la colisión de dos agujeros negros a miles de millones de años luz de la Tierra, modificaron la longitud de los detectores de cuatro kilómetros de largo en menos de una milésima del ancho de un protón.

Cuando me enteré de aquel hallazgo estaba tendida en la cama, y me puse a pensar en esas ondulaciones del espacio de las que no podía escapar y que estaban alterándome en un nivel subatómico. Recuerdo haber pensado que nunca más iba a sentir que estaba pisando en tierra firme.

Aguas cósmicas

Y ahora, con la flamante noticia comunicada por el Observatorio Nanohertz de Ondas Gravitacionales de Estados Unidos (NANOGrav), los astrónomos tiene una nueva y audaz forma de desentrañar esas encrespadas aguas cósmicas.

Al igual que la luz, las ondas gravitacionales tienen diferentes frecuencias, según su fuente de origen. En sus cientos de giros por segundo alrededor de la masa del sol, hay pares de agujeros negros que producen breves estallidos de ondas gravitacionales de alta frecuencia: eso es lo que capta el experimento de LIGO.

Los agujeros negros supermasivos son una historia diferente: son millones o billones de veces más grandes que el sol, y acechan en el corazón de las galaxias. El que se encuentra en el centro de nuestra Vía Láctea, llamado Sagitarius A*, es cuatro millones de veces más grande que el sol. Nuestra vecina, la galaxia de Andrómeda, tiene un agujero negro central que sería entre 30 y 50 veces más grande.

Todavía es un misterio por qué los agujeros negros supermasivos adquieren esas monstruosas proporciones, pero queda claro que cuando las galaxias que los alojan colisionan, tarde o temprano ellos también se devoran mutuamente.

Los detectores de ondas gravitacionales de la Tierra, como el LIGO, en estos casos no sirven. Las órbitas finales de los pares de agujeros negros supermasivos pueden tardar años o décadas, mientras sus ondas gravitacionales atraviesan años luz de distancia. Con la tecnología actual no es posible construir un detector de esa magnitud ni capaz de percibir ondas de tan baja frecuencia.

Por eso los astrónomos tuvieron que usar la mismísima Vía Láctea como una especie de observatorio ad hoc.

Significación

En junio, por primera vez en la historia, los astrónomos revelaron haber detectado rastros de un zumbido de fondo de ondas gravitacionales de baja frecuencia. La información surge de 15 años de datos de “metrónomos cósmicos” que existen naturalmente a lo largo de la galaxia.

Esos metrónomos, llamados “pulsares de milisegundos”, son los vestigios giratorios de estrellas masivas muertas. En cada rotación, emiten cientos de ondas de radio por segundo, y marcan el tiempo con una precisión cronométrica. Las discrepancias infinitesimales pueden deberse a las particularidades propias de alguna estrella o pueden ser señal de que las ondas gravitacionales han modificado la distancia que recorre cada pulso en su camino hacia nosotros. Al monitorear decenas de esos pulsares de milisegundos, los astrónomos buscan “correlaciones” en esos desfasajes temporales, que son la huella digital del paso de las ondas gravitacionales.

Y lo que encontraron ahora es precisamente eso.

El descubrimiento no va a revolucionar la ciencia de un día para otro, para empezar, porque no queda totalmente claro de dónde proviene el zumbido, aunque se parece mucho a lo que podría esperarse de la combinación de las ondas gravitacionales generadas por cualquier choque de agujeros negros supermasivos en algún lugar del cosmos. De ser así, sería el primer paso hacia una forma enteramente nueva de ver el universo, que nos brindará un fantástico panorama de la formación y el crecimiento de las galaxias.

En los datos ya hay indicios, por ejemplo, de que los pares de agujeros negros supermasivos podrían ser más pesados y comunes de lo que pensábamos. Con un par de años más de datos tal vez podamos detectar determinadas colisiones de agujeros negros supermasivos en particular, así como el estallido de luz que también producen.

Pero el zumbido también podría tener un origen completamente distinto. Podría ser el retemblor de un violento evento cósmico en los albores del universo, como por ejemplo una inflación cósmica, la espectacular expansión del universo que habría ocurrido durante el Big Bang. Otro origen posible son las vibraciones de las cuerdas cósmicas, hipotéticas redes de energía que se extienden a través del cosmos.

¡Queda tanto por descubrir! Hasta ahora, nos movíamos a los tumbos en este océano cósmico, golpeados cada tanto por una onda gravitacional errante. Ahora tenemos un primer atisbo de la masa completa del océano.

Por Katie Mack

(Traducción de Jaime Arrambide)

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