Con los pocos conocimientos que adquirí hace 20 años sobre Teoría Clásica de Campos, habiendo leído el artículo publicado en PRL sobre la detección de ondas gravitacionales, y con las correcciones y puntualizaciones de mi amigo Ricardo Hueso (experto en atmósferas de Planetas Gigantes, Astronomía y Astrofísica, profesor en la Universidad del País Vasco) voy a intentar dar una explicación lo más sencilla posible de la noticia de la semana.
Einstein propuso hace ya un siglo una teoría en la que los objetos con masa curvaban el espacio, de hecho el tiempo también. De esa teoría surgían unas bonitas ecuaciones llamadas de Einstein en las que materia, espacio, tiempo y energía se combinaban de una manera muy elegante. Y, además, Einstein demostró que de sus ecuaciones se deducía la existencia de ondas (llamadas gravitacionales).
Pasaron décadas y décadas hasta que en los últimos años, con ayuda de potentes ordenadores hemos sido capaces de resolver numéricamente las ecuaciones de Einstein para el caso particular de dos objetos muy muy pesados (popularmente conocidos como agujeros negros) que chocan. Sin duda un gran éxito de los métodos numéricos de la Física y de la tecnología de los supercomputadores.
Sin embargo, faltaba lo más difícil: Detectar la presencia de esas ondas. Y a mi entender ese ha sido el gran logro ya que ha sido necesario alcanzar un grado de sensibilidad hasta ahora nunca alcanzado, eliminando todo tipo de ruidos, contaminaciones lumínicas, vibraciones sísmicas, y un largo etcétera. Habiendo en el mundo otros laboratorios destinados a la detección de ondas gravitacionales, el 14 de septiembre de 2015 sólo 2 estaban operativos y alcanzaban la sensibilidad necesaria para realizar la primera detección certera de una onda gravitacional. Ambos en Estados Unidos detectaron prácticamente la misma forma de onda que coincidía con la predicción numérica de las ecuaciones de Einstein.
Con este experimento se ha confirmado la existencia de ondas gravitacionales, pero también de agujeros negros que chocan.
Uno se podría preguntar, ¿y cómo se han detectado estas ondas? ¿Acaso hemos visto directamente que el espacio se ha curvado? No pero casi. Simplificando un poco el asunto, en el experimento se ha desdoblado un rayo de luz (generado por un láser ultra estable) en direcciones perpendiculares y tras viajar 4 km se han reflejado en dos espejos para a su vuelta coincidir en un punto. La superposición de dos rayos de luz produce lo que los físicos llaman interferencias, un patrón de bandas brillantes y oscuras cuyas características dependen de la diferencia de camino total recorrido por ambos rayos. Dado que las ondas gravitacionales distorsionan el espacio, también lo hacen para el camino que recorre la luz en ese espacio y de ahí que la manera de interferir se ve afectada. Esa es la manera en que se ha medido.
Para evitar cualquier ruido en la señal es necesario que ambos detectores de ondas gravitacionales, separados por más de 3000 km, detecten el mismo evento simultáneamente. Así ha ocurrido en esta ocasión, permitiendo no solo demostrar la existencia de estas ondas, sino también abrir una nueva puerta a la observación del Universo.
Comentario de Ricardo:
Hay gente que comenta si este puede ser otro fiasco de la física con un anuncio prematuro (como la falsa detección de las ondas gravitacionales en la polarización del fondo cósmico capturada desde el telescopio BICEPS en Antártida) pero lo que he visto en medios especializados es una certidumbre absoluta en la detección y unas magníficas expectativas para el futuro inmediato. En breve estará operativo Advanced LIGO (10 veces más sencillo). El próximo año se lanza la misión LISA Pathfinder que desarrollará la tecnología para tener un observatorio espacial de ondas gravitacionales allá por 2025 (LISA).
Visité LIGO (el de Louisiana) en 2002 en un congreso y me quedé "acojonado" con lo que estaban montado allí. En aquella etapa primitiva los detectores ya eran capaces de capturar las ondas de presión en el suelo producidas por los pasos de los cocodrilos fuera del complejo cuando se acercaban a 500 m. Por eso es necesario siempre la doble detección. Ahora dan sus frutos más de 15 años de desarrollo tecnológico de frontera.
