Trampas para detectar cataclismos cósmicos

Cuatro kilómetros recorrerá sin cesar, rebotando de espejo a espejo en los extremos, un rayo láser para intentar detectar, por primera vez en la historia, el efec to físico de las ondas gravitacionales, cuya existencia fue predicha por Albert Einstein en su teoría general de la relatividad. Lo que sería la primera . gran no ticia de la física del siglo que empieza podría originarse en, dos lugares situados en la costa este y. oeste de Estados Unidos, respectivamente, donde han empezado las obras para construir dos detectores idénticos, el proyecto, Ligo. Científicos europeos tienen otro, proyecto similar, el Virgo. Entre todos esperan lograr captar los ecos de los cataclismos cósmicos, a lo largó de la historia del Universo, tras 30 años de fracaso de diversos intentos.Las ondas gravitacionales, además de difíciles de detectar, son muy difíciles , por no decir imposibles, de imaginar. Según Einstein, la gravedad, la cuarta fuerza de la naturaleza las otras tres son la electromagnética, la fuerte y la débil- no existiría en un universo sin masa. La gravedad es mucho más débil que las otras fuerzas. Un cuerpo masivo deforma el espacio-tiempo a su alrededor como si fuera. una bola de plomo sobre una plancha de gomaespuma. Frena el tiempo y curva el espacio, algo comprobado experimentalmente.Cuando se produce un cataclismo cósmico, como la explosión de una estrella supernova, esta perturbación del espacio-tiempo sería similar a la que produce en la corteza terrestre un terremoto, en forma de ondas de choque desde el epicentro. Las las ondas gravitacionales recorrerían el Universo sin poderse observar directamente y tan débiles que las distorsiones que causarían en la Tierra serían menores que el -diámetro de. una partícula subatómica. Los científicos llevan decenios soñando, con detectores tan sensibles que puedan detectarlas.Gran cienciaEl Ligo (siglas en inglés de Observatorio de ondas gravitacionales por interfetometría láser) es uno de estos sueños que se está haciendo realidad, de la mano de las universidades Caltech (en California) y MIT (en Boston) y con un coste estimado actualmente en 365 millones de dólares (casi 50.000 millones de pesetas) hasta el año 2001. Es uno de los pocos proyectos de gran ciencia financiados por la National Science Foundation y sobre su futuro se ciernen también los nubarrones ocasionados por el intento actual de recortar el déficit federal de Estados Unidos. En Caltech, los promotores del proyecto lo defienden con energía, aunque el año pasado dejó la dirección príncipal impulsor, Rochus Vogt, por críticas a su gestión, y fue reemplazado por Barry Barish, de la misma universidad y antiguo codirector de uno de los detectores ideado para el gigantesco acelerador de partículas SSC, ya difunto. Los observatorios serán dos, situados en las localidades de Hanford (Estado de Washington) y Livingston (Estado de Louisiana). Cada uno de ellos consta de dos líneas. de láser de cuatro kilómetros de longitud situadas en ángulo recto. En ambos extremos de las líneas hay espejos que hacen la función también de masas. De una fuente láser sale un rayo que se divide en dos, cada uno de los cuales recorre una de las líneas. Si una onda gravitacional pasara por el observatorio, cambiaría ligerísimamente la distancia entre los espejos de las dos líneas, acortando una y extendiendo la otra. Al recombinar las dos señales láser en el detector esta ligerísima diferencia se mostraría en forma de onda, inexistente cuando las dos distancias son iguales.

El desafío en ingeniería para lograr detectar una variación de. la separación entre espejos de sólo 10 elevado a menos 22 centímetros [una milésima del diámetro de un núcleo atómicol es enorme, señala Frederick J. Raab, uno de los fisicos implicados en el proyecto. Hacen falta, por. ejemplo, amortiguadores para poder descartar señales debidas a movimientos sísmicos, vibraciones producidas por máquinas y el ruido térmico. También hay que hacer el vacío en el tubo hasta que el gas residual no emita señales perturbadoras. Para ello, además, los tubos tienen que ser de un acero inoxidable especial que emita pocas moléculas de hidrógeno. Y los brazos del interferómetro no se pueden alargar más, porque la rectilínea trayectoria del láser no casa con la curvatura de la Tierra.Dos como mínimo

En cuanto a que se construyan dos detectores, y muy separados, es lo mínimo para que el sistema sea fiable y para acotar la zona del cielo de donde proceden las ondas, que dispararían los detectores con una diferencia de un sesentavo de. segundo. Para fijar el origen de la onda gravitacional, algo que necesitan los astrofísicos para interpretar las señales obtenidas, harían falta cuatro detectores, y Ligo formaría finalmente parte de una red mundial

Las dificultades son muchas pero los frutos esperados también, y no sólo científicos, sino también técnicos. Nacería una hueva rama de. la astronomía, que podría observar el efecto en el espacio-tiempo del colapso de una estrella o la fusión de. dos agujeros negros. Se podría medir la velocidad a la qué se propagan, las ondas gravitacionales y deducir la existencia del hipotético gravitón, que transporta la gravedad como los fotones la. luz, determinando si tiene o no masa. En suma, abrir una nueva ventana al Universo, la del espacio-tiempo, como los radiotelescopios permitieron este siglo que termina descubrir fenómenos celestes, como los púlsares, ocultos a los telescopios ópticos.