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De como una montaña de enanos encontró las ondas gravitacionales

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El pasado jueves 11 de febrero un hombre muy sonriente se presentó en una auditorio y anunció: “Hemos detectado las ondas gravitacionales. Lo hemos hecho”. Seguido de ese dicho hubo muchos aplausos. Ese hombre feliz es el físico, experto en láseres, David Reitze, profesor en la Universidad de Florida y director actual de LIGO, el Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales, con el que, tal como dijo Reitze, se pudo confirmar la existencia de estas ondas.

Lo que se comunicó en una conferencia de prensa en la sede de la National Science Foundation (NSF), en Washington DC, EUA, -y que se transmitió simultáneamente por internet-, fue una noticia, enorme, para la astronomía y la astrofísica, pero al final para toda la ciencia, pues contribuye a que podamos entender un poco más -y un poco mejor- al Universo.

Las ondas gravitacionales forman parte de la ya centenaria Teoría de la Relatividad, sin embargo aunque son parte integral de lo que Einsten describió hace un siglo, no se había encontrado evidencia directa de su existencia.

Un año después de completar la formulación de las ecuaciones de la relatividad general, Albert Einstein encontró que algunas de las soluciones de dichas ecuaciones tenían soluciones que correspondían a ondas, las cuáles viajarían a la velocidad de la luz, y serían resultado de perturbaciones causadas por el choque de cuerpos con masas enormes, que entonces terminarían causando ondulaciones en el tejido mismo del espacio-tiempo. (1)

El mismo Einstein, a pesar de las soluciones que encontró para sus ecuaciones, supo que la naturaleza de estas ondas las haría muy difíciles de detectar. Incluso durante las décadas posteriores al planetamiento inicial, muchos físicos debatieron sobre la existencia real de éstas, sin embargo también muchos otros siguieron trabajando en el tema, tanto teóricamente, como experimentalmente, comenzando a plantearse la forma de mediarlas.

Desde la década de los sesenta del siglo XX se propusieron para esto experimentos de interferometría, tal como los que usan los detectores de LIGO y Virgo, en Italia, con los que por fin se obtuvieron evidencias directas.

El camino desde ahí todavía fue largo. En la misma conferencia de prensa la directora de la National Science Foundation, France Córdova -estadounidense, con padre mexicano- hizo énfasis en que cuando la NSF decidió dar fondos para la construcción de los observatorios LIGO -lo que se hizo a principios de la década de los noventas del siglo pasado- sabían que estaban tomando un gran riesgo, pero que sólo así es como se hacen grandes descubrimientos.

También Córdova -que estaba igual de sonriente que Reitze- dijo otra cosa muy interesante: que la ciencia  no se construye a hombros de gigantes, sino sobre una montaña de enanos. En el diseño y construcción de los observatorios, con todos los equipamientos que eso involucró, participaron por supuesto muchas personas, y también se requirieron muchos científicos que se dedicaran a hacer las observaciones e interpretar los datos obtenidos, además de hacer el mantenimiento necesario para que siempre funcionaran bien.

Eso queda evidenciado en la enorme lista de autores que tiene el artículo científico que salió publicado, el mismo 11 de febrero, en la revista especializada Physical Review Letters, lo que asegura que los resultados obtenidos tienen también el aval de otros científicos del área, pues pasó por un proceso de revisión por pares. (2)

Gráficas de «evento gravitacional GW150914» observado simultáneamente en los dos detectores LIGO en Hanford y Livington (imagen tomada del artículo en Phys. Rev. Lett. que se encuentra bajo licencia de Creative Commons)

Tal como está establecido en los formatos de los artículos científicos, seguido del título debe venir el autor o autores del trabajo, si son varios esta lista generalmente se organiza en orden de importancia, va primero quién realizó la parte central del trabajo, aunque también a veces se usa el orden por jerarquía: va primero quién ese el jefe en el laboratorio donde se hizo la investigación.

En este caso el artículo tiene alrededor de mil autores, digo “alrededor” porque después de cuatro intentos de contarlos, desistí. Dado que la lista ocupa tres páginas, hubiera resultado muy impráctico ponerla inmediatamente después del título, así que seguido de éste quedó el solitario nombre de B. P. Abbott, acompañado por supuesto de “et al.” y una nota que indica que la lista completa de autores está al final.

El afortunado B. P. Abbott, cuyo nombre acompañará las citas de este artículo de aquí a la eternidad, en este caso no es ni quién hizo el trabajo principal, ni el “jefe”: buscando un poco, pude encontrar que es Benjamin P. Abbott, ingeniero electrónico de Caltech, una de las dos instituciones universitarias que se encargan del trabajo de los observatorios LIGO -la otra es el MIT-. Resulta que los nombres en la lista de autores, están simple y sencillamente en orden alfabético, lo cual resulta muy democrático, pues aunque en el proyecto existieran líderes claros -como quienes presentaron los resultados en la conferencia de prensa-, aun ellos deben haber considerado que debido a la gran cantidad de personas que colaboraban y habían colaborado en los experimentos de LIGO y de Virgo en Italia, desde 2002 a la fecha, era imposible colocarlas en una lista en un orden que les hiciera justicia por  jerarquía.

Al final todos esos nombres son entonces esa “montaña de enanos” a la que se refirió France Córdova (quien por cierto no está en esa lista, pues ella, aunque es astrofísica, no participó directamente en ninguno de los trabajos de LIGO).

De entre esa montaña hubo al menos cuatro caras que pudimos conocer en la conferencia de prensa, además de David Reitze participaron en la explicación del descubrimiento: Gabriela González -astrofísica argentina, que trabaja en EUA y que actualmente es la vocera de LIGO-, así como el físico teórico Kip Thorne, que junto con Rainer Weiss, experto en láseres, fue fundador del proyecto LIGO.

Entre todos, explicaron los datos que les mostraron cómo las ondas gravitacionales interactuaron con los láseres de los observatorios, y cómo esas ondas fueron producidas por el choque de dos agujeros negros supermasivos -y súper lejanos de la Tierra-, que al chocar se unieron, causando estas ondulaciones en el espacio-tiempo que llegaron hasta nosotros, y que pudieron ser medidos con instrumentos ideados específicamente para eso, cuya tecnología tuvo que ser desarrollado desde cero.

Los resultados mostrados son enormes, no sólo porque confirmen por Einstein, sino que se ha obtenido también la primera “observación” del choque de dos agujeros negros, una observación que se hace además por una ventana totalmente nueva, pues hasta ahora habíamos observado al Universo solo en el espectro electromagnético: luz visible, rayos X, infrarrojo, ondas de radio; con la confirmación de la existencia de las ondas gravitacionales, ahora los astrofísicos además de “ojos” tienen “oídos”, pues aunque la gravedad susurre -y muy bajito- ya han aprendido a ponerle atención.

(1) Si quieren saber más sobre qué son las ondas gravitacionales y cómo se detectaron pueden leer alguno de los posts publicados por mis colegas de la #RedLBC: El Sofista, Las Narices de Tycho, Cosmo Noticias, Primer Fotón, Astronomía al Aire

(2) “Observation of Grativational Waves from a Binary Black Hole Merger”, artículo en Physical Review Letters: http://ift.tt/1O5ULEf  

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