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Una nueva señal confirma las ondas gravitacionales

El experimento LIGO de EE UU capta el "sonido" generado por la fusión de dos agujeros negros hace 1.400 millones de años

ondas gravitacionales.  Reconstrucción de la fusión de los dos agureros negros.

Hace 1.400 millones de años, dos agujeros negros varias veces mayores que el Sol se acercaron tanto uno a otro que acabaron devorándose. La unión provocó un violentísimo estallido de energía en forma de ondas gravitacionales, curvas en el tejido del universo que avanzaron en todas direcciones como olas en un estanque. Mientras, en la Tierra, apenas estaban apareciendo las primeras formas de vida con reproducción sexual. Tuvieron que pasar casi 1.000 millones de años más para que hubiese animales similares a los que conocemos hoy y casi otros 400 hasta el primer pariente común entre chimpancés y humanos. Los últimos momentos antes de que aquellas ondas llegasen a la Tierra abarcan toda la historia del ser humano, incluida la primera vez que Einstein razonó que dos agujeros negros deberían producir estas ondas y el esfuerzo consiguiente, muchas décadas después, para construir una de las mayores instalaciones científicas del mundo capaz de captarlas por primera vez.

Por fin, el 26 de diciembre de 2015, un día después de Navidad, el Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO), en EE UU, captó el eco producido por esos dos agujeros negros. Es la segunda vez que este experimento detecta ondas gravitacionales producidas por una fusión de dos agujeros negros y, aunque la segunda vez que pasa algo no es noticia, en esta ocasión sí lo es.

Esta nueva detección, que se anuncia hoy en una conferencia de prensa en San Diego (EEUU) y que se describe en un estudio publicado en Physical Review Letters, supone una confirmación de la Teoría de la Relatividad General en unos rangos de energía inalcanzables hasta ahora. Además confirma que la primera detección de LIGO no fue una casualidad y que este experimento se ha convertido ya en el primer observatorio capaz de “escuchar” el sonido de los fenómenos más violentos del universo, lo que nos da un nuevo sentido para percibir el cosmos.

¿Una tercera señal?

 LIGO puede haber captado una tercera señal de ondas gravitacionales, pero aún no está confirmada y posiblemente no puedan lograrlo, según explicó Fulvio Ricci, científico de Virgo, durante la rueda de prensa de hoy. El experimento está actualmente parado para mejoras y volverá a funcionar en otoño. A finales de año se le sumará Virgo, el gran detector de ondas gravitacionales europeo. A partir de entonces se espera captar fusiones de forma periódica e ir construyendo un mapa de la ubicación y frecuencia de estos fenómenos y otros incluso más difíciles de captar, como la fusión de dos estrellas de neutrones.

Durante la rueda de prensa de hoy, uno de los responsables de LIGO dijo que se espera que en una década haya hasta cinco observatorios de ondas gravitacionales funcionando en todo el mundo, lo que permitirá tener una resolución mucho mayor. Además de Virgo y LIGO, se espera que antes de 2024 comiencen a funcionar el Kagra, en Japón, y un clon del LIGO en India. "La era de la astronomía de ondas gravitacionales ha empezado", ha señalado David Reitze.

La fusión observada corresponde a dos agujeros negros, uno 14 veces con más masa que el Sol y el otro ocho. Juntos formaron un solo agujero de 21 masas solares que está a 1.400 millones de años luz. En el momento de fundirse despidieron en un segundo toda la energía que alberga una estrella como el Sol. “La potencia máxima de este evento equivale a toda la luz del universo observable y su liberación creó esas ondulaciones que curvaron el universo”, explica Alicia Sintes, física de la Universidad de las Islas Baleares y líder del único grupo español que colabora en LIGO. El proyecto aúna unos 1.000 científicos de 15 países.

Esta fusión ha sido de menor intensidad que la primera, algo perfecto para los científicos, pues así los dos agujeros tardaron más en unirse. Esto ha permitido estudiar el fenómeno en mayor detalle, en concreto las últimas 27 órbitas de ambos objetos antes de la gran colisión.

“A partir de ahora ya somos capaces de observar fenómenos que hasta ahora no se conocían”, explica Sintes. “De hecho hasta ahora solo teníamos evidencias indirectas de la existencia de agujeros negros, a través de los rayos X”, resalta. Nada, ni siquiera la luz, puede escapar a estos monstruos del cosmos, pero sí es posible escuchar las vibraciones que producen, perfectamente descritas por la relatividad, y conocer sus propiedades a través de ellas.

Más allá de la relatividad

Reconstrucción de la ubicación de los dos agujeros negros y las ondas generadas vistas desde el hemisferio sur ampliar foto
Reconstrucción de la ubicación de los dos agujeros negros y las ondas generadas vistas desde el hemisferio sur

Detectar este tipo de fenómenos es un inmenso reto tecnológico. Las ondas pierden fuerza a medida que viajan por el universo y, al llegar a la Tierra, son casi imperceptibles, un problema que llevó al propio Einstein a decir que nunca se conseguiría demostrar su existencia. Para hacerse una idea, la nueva fusión produjo una perturbación en el espacio-tiempo tan ínfima que solo desvió los láseres de LIGO una distancia menor que la milésima parte del diámetro de un protón.

“Es una nueva era de la astronomía y de la física que se abre”, celebra Luis Álvarez-Gaumé, físico teórico y cosmólogo que trabaja en el laboratorio europeo de física de partículas CERN. “Vamos a aprender en detalle la dinámica de agujeros negros y estrellas de neutrones a base de medir estas fusiones directamente, y así verificar las ecuaciones de Einstein en regímenes donde todavía no habían sido verificadas”, destaca este científico, que no forma parte del equipo de LIGO. Lo más importante, dice, es que este tipo de instrumentos pueden por fin demostrar que hay fenómenos que se escapan a las leyes relativistas descubiertas por Einstein hace un siglo, lo que supondría un hallazgo capaz de hacer sombra al del genio alemán.

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