El anuncio de que se consiguiรณ detectar por primera vez de manera fehaciente, y no por deducciรณn sino en forma directa, las cuasi invisibles ondas gravitacionales, tal como Albert Einstein lo predijo hace un siglo mientras llevaba a cabo su indagaciรณn del comportamiento de la luz y la materia dentro del tejido inextricablemente unido que llamamos espacio-tiempo, es sin duda un hito en la ciencia cosmolรณgica, pues no solo impulsa la observaciรณn del espacio profundo y abre un nuevo campo de investigaciรณn (la astrofรญsica de las ondas gravitacionales), sino que le pone sonido ambiental a algo que hasta ahora solo podรญamos observar en silencio. El cine cรณsmico mudo ha muerto, ¡viva el sonido del espectรกculo ondulatorio!
Las ondas gravitacionales son distorsiones que perturban el tejido espacio-temporal y representan un tipo de movimiento curiosa y aparentemente efรญmero, algo que invade nuestros sentidos en forma de sonidos, de luz (con su comportamiento dual), de viento y que Herรกclito definiรณ muy bien: nada permanece, todo cambia, todo es flujo y reflujo sin comienzo ni final. Sin embargo, mientras que en nuestro mundo macroscรณpico existe una marcada frontera entre las ondas y las partรญculas, en el รกmbito microscรณpico esta distinciรณn se difumina y tenemos que aceptar ambas descripciones para referirnos al mismo objeto. Es como cuando los humanos aprendimos que un mamรญfero tambiรฉn puede ser un reptil.
Separados por tres mil kilรณmetros de distancia, los estados norteamericanos de Washington y Lousiana albergan dos enormes y extremadamente sensibles observatorios LIGO (Laser Interferometer Gravitational Observatory), cuyos espejos de interferencia y lรกseres descubrieron ondas gravitacionales con una diferencia de milisegundos. En 2005, cuando empezรณ el experimento se pensaba que estas ondas podรญan tener su origen o bien durante la fusiรณn (coalescencia) de dos hoyos negros o un par de enanas blancas, –debido a la vibraciรณn o rotaciรณn de estrellas de neutrones que se hallan en frenรฉtica actividad– o durante la explosiรณn de una supernova cuyo contorno no es esfรฉrico sino que presenta grumos. Tambiรฉn podrรญa tratarse de movimientos catastrรณficos de la materia y la energรญa –por ejemplo. durante la eclosiรณn de galaxias primitivas– en algรบn momento despuรฉs del Big Bang..
Los investigadores de LIGO concluyeron que las ondas detectadas eran consecuencia de la fusiรณn de dos hoyos negros. Por coincidencia, el sรกbado pasado se anunciรณ que el telescopio Hubble habรญa fotografiado un hoyo negro varias miles de veces mayor que nuestro sol.
Entre los dispositivos de estos observatorios se incluyen sismรณgrafos, magnetรณmetros, micrรณfonos ultrasensibles y detectores de rayos gamma a fin de “atrapar” las seรฑales consideradas como “ruido”, esto es, las que no son producto de un efecto gravitacional. Asรญ se identifican las ondas que podrรญan tener su origen en movimientos telรบricos, la acciรณn del viento, el paso de camiones de carga y actividades agrรญcolas cerca de la zona donde se encuentran las instalaciones, incluso se capta la vibraciรณn molecular de los espejos del dispositivo, y se eliminan. Ademรกs, los espejos y lรกseres se encuentran en un vacรญo mรกximo, prรญstino, con objeto de eliminar รกtomos de oxรญgeno y electrones que pudieran vibrar o pasar por ahรญ y “engaรฑarlos”. El 14 de septiembre de 2015 a las 9:45:59 GMT el observatorio de Louisana registrรณ vibraciones inusuales, siete milisegundos mรกs tarde el observatorio de Washington obtuvo datos similares. Las grรกficas del paso de las ondas gravitacionales son asombrosamente parecidas.
Luego de trabajar de manera ardua en una demostraciรณn matemรกtica elegante y estรฉticamente viable, Einstein propuso que objetos masivos en franca aceleraciรณn (como dos estrellas de neutrones o un par de hoyos negros en รณrbitas dependientes) podrรญan distorsionar el tejido espacio-temporal, como si se tiraran piedritas en un lago tranquilo, provocando con ello olas que se propagan por el universo a la velocidad de la luz. Dado que cada onda tiene su propio tono, tambiรฉn podemos escucharlas. Gracias a los experimentos de Hanford y Livingston se puede conocer la informaciรณn que llevan impresa las ondas gravitacionales sobre aquellos eventos cataclรญsmicos, la cual resultarรก de gran valor a fin de conocer mรกs sobre la naturaleza intrรญnseca de la gravedad.
Para el matemรกtico Ian Stewart, la imagen que Isaac Newton construyรณ del universo fรญsico que habitamos es una aproximaciรณn bastante buena pero no una descripciรณn exacta. Einstein dedicรณ muchos aรฑos a encontrar exactitudes. De ahรญ que demostrar cรณmo la luz y las ondas electromagnรฉticas en general actรบan en “algo”, en un medio tangible, descolocรณ a los fรญsicos y astrรณnomos de principios del siglo XX, quienes se negaban a aceptar la idea de un “campo gravitatorio” dado que no explicaba nada y nadie sabรญa quรฉ era.
Si un fรญsico pretende ser heredero de la filosofรญa natural que practicaron Galileo, Newton y Maxwell entre otros, no debe bastarle con hacer bien los cรกlculos, tiene que saber interpretarlos, y eso fue lo que hizo Einstein con las diferencias entre lo que la cosmologรญa newtoniana dictaba en ese entonces y las observaciones astronรณmicas de la รฉpoca. Einstein, en palabras de Stewart, entendiรณ que las nuevas matemรกticas debรญan ser una descripciรณn genuina de la realidad, con el mismo estatus filosรณfico que habรญa sido acordado para la descripciรณn newtoniana reinante, pero proporcionando una concordancia mejor con los experimentos. Era (y sigue siendo) fรญsica real.
escritor y divulgador cientรญfico. Su libro mรกs reciente es Nuevas ventanas al cosmos (loqueleo, 2020).
