Gravitational Waves: Detectando las huellas invisibles del universo

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En septiembre de 2015, un descubrimiento sacudió los cimientos de la astrofísica moderna: el observatorio LIGO captó por primera vez ondas gravitacionales, una predicción formulada por Einstein en 1916 como parte de su teoría de la relatividad general. Diez años después, seguimos explorando este nuevo canal de observación del universo, como si hubiéramos aprendido a escuchar un tipo de música celestial que hasta entonces nos era completamente inaudible.Estas ondas no se ven ni se oyen, pero pueden sentirse, al menos por instrumentos de extrema precisión. Son distorsiones en el tejido del espacio-tiempo, similares a las ondas que se forman en el agua cuando arrojamos una piedra, solo que estas se propagan por el universo a la velocidad de la luz y pueden atravesarlo todo sin detenerse.Qué son las ondas gravitacionales y cómo se generanLas ondas gravitacionales se producen cuando objetos extremadamente masivos aceleran de forma violenta. El caso más común es la fusión de dos agujeros negros, aunque también pueden generarse en explosiones de supernovas o por colisiones de estrellas de neutrones. En esencia, cualquier evento astrofísico que implique movimientos intensos de masas enormes puede producir estos «latidos» del universo.Cuando dos agujeros negros giran uno alrededor del otro, como si bailaran en una espiral cada vez más cerrada, estiran y comprimen el espacio a su alrededor hasta que se fusionan en un solo objeto. Ese momento libera una gran cantidad de energía en forma de ondas gravitacionales. Aunque estas deformaciones son minúsculas, incluso menores que el ancho de un protón, los detectores modernos han sido diseñados para captar esas señales casi imperceptibles.Así funciona un observatorio de ondas gravitacionalesPara entender cómo detectamos estas ondas, pensemos en una especie de regla gigantesca y ultraprecisa. LIGO, por ejemplo, está compuesto por dos brazos en forma de «L», cada uno de aproximadamente 4 kilómetros de largo. En cada extremo hay espejos suspendidos con gran precisión, y un láser recorre ambos brazos, dividiéndose en dos y rebotando continuamente entre los espejos.Cuando no hay perturbaciones, los láseres regresan sincronizados y sus ondas se cancelan entre sí, lo que genera oscuridad en el detector. Pero si una onda gravitacional atraviesa la Tierra, estira un brazo y comprime el otro, desincronizando ligeramente las señales. Esta desincronización genera un pequeño destello de luz, el cual revela que una onda ha pasado.Para asegurarse de que no se trata de ruido local, existen dos instalaciones de LIGO: una en Hanford, Washington, y otra en Livingston, Louisiana. Ambas deben registrar la misma señal con diferencia de apenas unos milisegundos. Si lo hacen, es evidencia clara de que una onda gravitacional ha cruzado el planeta.Una década de descubrimientos y colaboración internacionalDesde aquel primer hallazgo en 2015, se han detectado más de 300 fusiones de agujeros negros. Esta labor no es exclusiva de LIGO; también participan VIRGO, en Italia, y KAGRA, en Japón, formando una red global que permite triangular las señales y precisar la ubicación de los eventos.La ciencia de ondas gravitacionales ha abierto una nueva era en la astronomía. Antes sólo podíamos observar el universo a través de la luz (visible, infrarroja, rayos X…), pero ahora también podemos «escuchar» los eventos más energéticos del cosmos. Es como pasar de ver una película muda a una con sonido envolvente.Cómo puedes participar desde casaAunque no tengas un interferómetro láser en el jardín, hay formas de contribuir a esta investigación. Proyectos como Gravity Spy permiten que cualquier persona colabore clasificando señales que podrían confundirse con ondas gravitacionales. Ayudando a separar el ruido de los datos reales, se mejora el entrenamiento de los algoritmos que identifican eventos genuinos.Otro proyecto, Black Hole Hunters, busca identificar el efecto de lentes gravitacionales causado por objetos masivos como agujeros negros al pasar frente a estrellas. Analizando curvas de luz, los voluntarios pueden ayudar a encontrar patrones que revelen la presencia de estos cuerpos oscuros.Incluso hay actividades didácticas para niños y adultos, como simular el comportamiento del espacio-tiempo con gelatina y canicas magnéticas, una forma divertida y visual de entender estos conceptos tan abstractos.El futuro de la astronomía gravitacionalA medida que la tecnología mejora, los detectores se vuelven más sensibles, capaces de captar señales más lejanas y más débiles. Próximas misiones, como el observatorio espacial LISA (Laser Interferometer Space Antenna), previsto por la ESA y NASA, podrán observar ondas gravitacionales de eventos que hoy escapan a nuestras capacidades, como fusiones de agujeros negros supermasivos en galaxias distantes.El estudio de las ondas gravitacionales no solo confirma teorías centenarias, sino que también plantea nuevas preguntas sobre la naturaleza del espacio, el tiempo y la materia. Cada detección es una ventana a un evento cósmico que sucedió a millones o miles de millones de años luz, y cuyo eco apenas nos está alcanzando.Las posibilidades que se abren con esta nueva forma de observación son tan vastas como el universo mismo.La noticia Gravitational Waves: Detectando las huellas invisibles del universo fue publicada originalmente en Wwwhatsnew.com por Natalia Polo.