Nobel de Física: hablan dos argentinos que participaron del experimento

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, un murmullo creado hace 1300 millones de años en una región lejana del cosmos en la que dos agujeros negros se fusionaban en un abrazo salvaje.

Ese sordo latido que llegaba desde más allá de la Vía Láctea probó, a un siglo de que fueran previstas teóricamente por Einstein en su Teoría de la Relatividad General, la existencia de ondulaciones en la trama del espacio-tiempo, llamadas "ondas gravitacionales" y generadas por algunos de los sucesos más violentos del universo.

El evento había sido tan elusivo durante décadas, que los científicos que participaban en el experimento, llamado Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), tardaron cinco meses en confirmar que ese murmullo era efectivamente la prueba que estaban buscando. LIGO es una colaboración en la que trabajan más de más de mil científicos de 15 países, varios de ellos argentinos, como la cordobesa Gabriela González, vocera cuando se dio a conocer el hallazgo, y Mario Díaz, director del Centro para la Astronomía de Ondas Gravitacionales de la Universidad de Texas del Valle de Río Grande. El anuncio hizo historia. "Esta detección es el comienzo de una era: la de la astronomía de ondas gravitacionales", dijo González durante la conferencia de prensa en Washington.

Hoy, la Academia Sueca de Ciencias le otorgó el premio Nobel de Física 2017 a Rainer Weiss, profesor del Massachusetts Institute of Technology (MIT), Kip Thorne y Barry Barish, ambos del California Institute of Technology (Caltech), los arquitectos de LIGO. Ronald Drever, el científico escocés que cofundó el proyecto murió hace algunos meses.

Una historia que empezó en los setenta

"Ray Weiss y Kip Thorne empezaron a trabajar en esto en los años setenta", cuenta Díaz, que está circunstancialmente en Buenos Aires dando un curso de dos meses en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.

"En esa época, estaban intentando detectarlas con unas barras resonantes de una tonelada de aluminio (con la misma idea de que si una soprano canta en la frecuencia adecuada, puede romper una copa de vidrio), pero se habían dado cuenta de que no iba a funcionar. Weiss hizo las primeras cuentas que mostraban que se podrían usar láseres, y Ronald Drever desarrolló una técnica que permitió aumentar la potencia luminosa para poder detectar estos fenómenos", relata Díaz.

"Entonces, Thorne, que había estudiado la relatividad general, se encontró con Weiss y planearon cómo medirlos. La teoría de Einstein se había hecho muy matemática y hay que darle crédito a Thorne de acercarla a lo sensible. Drever era un físico escocés de la Universidad de Glasgow, muy simpático, muy bonachón. Entre los tres se lanzaron a trabajar y consiguieron los fondos de la National Science Foundation. Fue algo épico, porque muchos astrónomos se presentaron a testificar en contra: no lo querían porque había sido propuesto por físicos y serían mil millones de dólares durante más de 20 años. Me acuerdo de que hasta no hace mucho nos veían como un grupo de «loquitos» que no iban a llegar muy lejos", recuerda el científico.

A principios de los 90, sigue Díaz, todo se había puesto un poco caótico. Drever se peleó Thorne, en 1992 vino a la Argentina, a un congreso que se realizó en Córdoba, y al volver le habían cerrado la oficina, aunque no pudieron echarlo. "Se «cortó solo» durante mucho tiempo, pero intervino la NSF y trajo a alguien de la física de altas energías –explica–: Barry Barish, que había dirigido el proyecto del Superconductor Supercollider, que iba a ser el acelerador de partículas más potente del mundo hasta que Reagan lo cerró. Barish tenía una gran experiencia en la «Big Science». Él creó la colaboración científica LIGO. En el 98, cuando me uní al proyecto, no éramos más de cien".

Cataclismos cósmicos

Generadas por cataclismos cósmicos, las ondas gravitacionales estiran y comprimen el espacio y el tiempo a medida que se propagan por el universo, del mismo modo que las ondulaciones que se forman cuando lanzamos una piedrita al agua.

En palabras de González, son "arrugas en el espacio-tiempo" que se producen por el efecto de masas que giran muy rápidamente. Para detectarlas, los investigadores de LIGO idearon un interferómetro, 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. Para hacerse una idea de la proeza que hizo posible este avance histórico, la distorsión que registran es de una parte en 10-21 (un 0 seguido de 20 ceros y un 1), equivalente al tamaño de un átomo en la distancia de la Tierra al Sol.

"Es un premio merecido, aunque muchos piensan que debería haberse dado a toda la colaboración –comenta Díaz–. Fue un trabajo inmenso, de muchos años y de mucha gente talentosa. Desde un punto de vista histórico, cierra un ciclo al permitir verificar la teoría. Pero abre otro nuevo, que es la astronomía de ondas gravitacionales y sugiere que la evolución estelar no es exactamente como pensábamos."

Para que se produzcan ondas gravitacionales, la distribución de materia tiene que cambiar muy rápido con el tiempo. "Dos estrellas de neutrones que dan vuelta una alrededor de la otra o una que esté aislada, si no es perfectamente esférica, pueden crearlas –detalla Díaz–. Las generadas por la gran explosión de hace 13.000 millones de años, el instante mismo en que se originó el cosmos, nos estarían bañando todo el tiempo. Una de las cosas más lindas va a ser estudiar el momento mismo del Big Bang, nos permitirá saber qué forma de inflación está sufriendo el universo."

Por segundo día consecutivo, el Nobel premia a tres científicos que trabajan en los Estados Unidos. Weiss nació en Berlin en 1932 y llegó a Nueva York en 1939. Ingresó al MIT con la idea de convertirse en ingeniero electrónico. Según cuenta Dennis Overbye en The New York Times, abandonó la carrera para seguir un romance frustrado y, al volver, se doctoró en física.

Thorne nació y creció en Utah, Estados Unidos, se doctoró en la Universidad de Princeton bajo la dirección de John Wheeler y es un estrecho amigo de Stephen Hawking. Su tarea no se limita al ámbito de la ciencia académica. Además de escribir libros de popularización de la ciencia, fue uno de los creadores y productores ejecutivos de la película de Hollywood "Interestelar".

Barish nació in Omaha, Estados Unidos, creció en Los Ángeles y estudió en la Universidad de California en Berkeley. En los últimos dos años, todos ellos y también Drever, compartieron los premios Kavli de Astrofísica, Gruber de Cosmología, y Shaw de Astronomía.

Hasta ahora, LIGO y su contrapartida europea, Virgo, ya hicieron cuatro detecciones de ondas gravitacionales. La imagen que pintan del cosmos está llena de sonido y de furia. "A diferencia de cómo lo concebía Aristóteles, el universo es un lugar muy, muy violento", concluye Díaz.