Como sabéis hasta ahora hemos estudiado las ondas y la interacción gravitatoria. Aporto esta noticia porque abarca ambos campos, ya que se va a utilizar lo que se sabe hasta el momento de las ondas y la gravitación para demostrar si las predicciones de Einstein son, o no, correctas.
En la campiña italiana, cerca
de Pisa, un gigantesco experimento está a punto de comenzar. Si concluye con
éxito, los científicos podrán observar de forma directa, por primera vez, una
de las grandes predicciones de Albert Einstein.Si fracasa, habrá que reconsiderar las leyes de
física.
El experimento, conocido con el nombre de Virgo, tiene
como misión descubrir uno de los más elusivos fenómenos astrofísicos.
"Puede que tengamos por
primera vez la oportunidad de detectar las ondas gravitacionales en la
Tierra", explica Franco Frasconi, investigador de la Universidad de Pisa y
parte del equipo de Virgo.
"Esto sería una clara demostración de que lo que (Einstein) dijo hace 100 años
es absolutamente correcto".
Ondas gravitacionales por todas partes
El 25 de noviembre de 1915
Albert Einstein presentó la versión final de sus ecuaciones del campo ante la
Academia Prusiana de las Ciencias. Estas
son la base de su teoría general de la
relatividad, un pilar de la física moderna que ha transformado nuestra
comprensión del espacio, el tiempo y la gravedad. Gracias a ella hemos podido
entender muchas cosas: desde la expansión del Universo hasta el movimiento de
los planetas y la existencia de los agujeros negros. Ya no hay certeza sobre las famosas huellas del Big Bang. Pero
Einstein también propuso la presencia de ondas gravitacionales. Estas son,
esencialmente, las ondulaciones de energía que distorsionan la estructura del
tiempo y el espacio. Imagínate algo así como las ondas que se generan cuando
lanzas una piedra a un charco de agua. Cualquier
objeto con masa debería producirlas cuando está en movimiento. Incluso
nosotros. Pero cuanto más grande es la masa y más dramático el movimiento, más
grandes son las ondas.
Y Einstein predijo que el universo estaba repleto de
ellas.
§ Las ondas son una consecuencia inevitable de la Teoría
general de la relatividad
§ Su existencia ha sido inferida pero no verificada directamente
§ Son ondas en la estructura del espacio y el tiempo
producidas por eventos cósmicos violentos
§ La aceleración de las masas produce ondas que se
propagan a la velocidad de la luz.
Renovación prometedora
Si bien los astrónomos
tienen evidencia indirecta de su existencia, nadie ha podido observar aún estas
rarezas cósmicas.
"No me sorprende que no hayamos visto todavía
ondas gravitacionales", le dice a la BBC Toby Wiseman, físico del Imperial
College de Londres, en Reino Unido.
"La gravedad es de hecho la más débil de las fuerzas e incluso las
fuentes astrofísicas más dramáticas sólo emiten ondas gravitacionales
débiles".
Ahora, en Italia,
los investigadores esperan hallarlas. Pero no será fácil.
La primera vez que se puso en marcha el experimento Virgo fue en 2007 y
no logró ver nada. Otro laboratorio en Estados
Unidos, el Observatorio de interferometría láser de ondas gravitacionales
(LIGO, por sus siglas en inglés) tampoco tuvo suerte. Ambos instrumentos
–llamados interferómetros– están siendo renovados y los equipos a cargo esperan
que estas costosas actualizaciones permitan lograrlo.
Distorsiones leves
Lo que los investigadores están tratando de hacer es detectar las
pequeñísimas distorsiones que se crean cuando las ondas gravitacionales pasan a
través de la Tierra. Esperan ver las ondas emanadas por eventos cósmicos
violentos, como la explosión de estrellas o el choque de agujeros negros. El detector Virgo está formado por dos túneles idénticos de 3 km
distribuidos en forma de L. El proceso comienza
con la generación de un rayo láser que luego se divide en dos: uno es impulsado
a través de un túnel y la otra mitad por el otro. Un espejo en cada túnel hace
rebotar a los rayos láser muchas veces hasta que se vuelven a recombinar. Puede
parecer una estrategia elaborada, pero aprovecha una propiedad muy útil del
láser: el hecho de que son rayos intensos de luz. Y, la luz, es una onda. Ahora,
imagínate que dos olas en el océano chocan una contra otra. Mientras una está
en su punto más alto, la otra está en su punto de depresión. Así pueden
cancelarse la una a la otra. Lo mismo puede ocurrir dentro del experimento. Si
las ondas viajaron exactamente a la misma distancia por los dos túneles, se
cancelan y no producen ninguna señal. Sin embargo, si una onda ha viajado a
través del túnel distorsionará sutilmente su entorno, cambiando la longitud de
los túneles en una cantidad diminuta (sólo una fracción del ancho de un átomo).
Y la forma en que las ondas se mueven a través del espacio significa que un
túnel se estirará y el otro se encogerá, lo cual hará que un rayo láser viaje
una distancia levemente mayor, mientras que el otro hará un viaje más corto. Como
resultado, los rayos divididos se recombinarán de una manera diferente: las
ondas de luz interferirán entre sí en vez de cancelarse y los científicos
podrán detectar entonces una señal.
Colaboración
Sin embargo, una señal en Italia no es suficiente. Si
allí se logra detectar una onda gravitacional, también la deberían encontrar el
proyecto LIGO, en EE.UU., cuyo instrumento es similar al de Virgo y también
otro experimento un poco más pequeño en Alemania. LIGO ya está funcionando y
Virgo entrará en acción a fines de este año. Ambos equipos están tan confiados
en que los experimentos serán un éxito que creen que el descubrimiento se hará
exactamente el 1º de enero de 2017. Si
las ondas no se presentan quiere decir que hace falta rediseñar los
experimentos. Y, en el peor de los casos, puede que los físicos se vean
obligados a repensar en cómo funciona el Universo. Pero una observación directa
abrirá una nueva ventana al Cosmos, una que no hubiese sido posible sin
Einstein.
