Acontecimiento científico: Confirmada la detección de ondas gravitacionales a 100 años de la Teoría de la Relatividad

Finalmente, y después de exactamente un siglo, los pliegues gravitacionales en el tejido del espacio-tiempo que predijo Einstein, han sido detectados por científicos, quienes creen que el descubrimiento abre nuevas miradas hacia el lado «oscuro» del Universo.

Físicos de diferentes partes del mundo confirmaron que habían detectado señales inequívocas de ondas gravitacionales emanadas de la colisión de dos agujeros negros masivos, a 1,5 mil millones de años luz, en el espacio profundo. Así informa el medio británico Independent.

Mientras los dos agujeros negros se precipitaban uno contra otro, en una violenta colisión que ocurrió en un segundo, inmensas cantidades de materia se convirtieron instantáneamente en energía expresada en fuertes ondas que viajaron a través del espacio por 1,5 mil millones de años, hasta que fueron captadas por instrumentos de ondas gravitacionales en la Tierra.

La detección de las ondas gravitacionales confirma la Teoría General de la Relatividad de Einstein, y además resulta ser la primera vez que se puede detectar directamente el choque de dos agujeros negros. Estas misteriosas estructuras del espacio son tan densas, que ejercen una fuerza gravitacional de la que nada puede escapar; ni siquiera la luz.

Un físico experimentado describió este avance como el descubrimiento científico más importante del siglo, hasta el momento. Afirmó que es más grande que el descubrimiento del bosón de Higgs, porque sus ramificaciones nos pueden llevar a un mayor nivel de comprensión del Universo y porque crea la posibilidad de nuevos caminos de observación de las regiones escondidas de espacio.

Dos observatorios norteamericanos, equipados con instrumentos ultrasensibles, detectaron los mismos movimientos sub-atómicos en el continuo espacio-temporal (el modelo matemático que entreteje el tiempo y el espacio en una sola entidad), causados por las ondas gravitacionales que pasaban a través de la Tierra.

Haber podido captar directamente estas ondas gravitacionales, les permitirá a los astrónomos ver el Universo a la luz de un nuevo conocimiento, en una oportunidad sin precedentes para observar el lado oscuro del cosmos, casi hasta el principio de los tiempos.

Ondas gravitacionales generadas por la colisión de agujeros negros

El descubrimiento permitirá a los científicos construir una red de observatorios para ondas gravitacionales, tanto en la Tierra como en el espacio, que puedan ver a través de miles de millones de años luz de vacío cósmico. Los astrónomos podrán ser testigos de choques entre agujeros negros y de la interacción de objetos estelares masivos, y esta oportunidad incluso proveería de una suerte de máquina del tiempo para mirar hacia atrás, casi hasta el momento del Big Bang, 13,7 mil millones de años luz en el pasado, cuando un Universo de temperaturas extremas comenzó a enfriarse para formar los primeros átomos.

«Este descubrimiento no sólo confirma  las teorías de Einstein; lo más excitante es que marca el nacimiento de la astronomía gravitacional. Esto expande enormemente la forma en que podemos observar el cosmos y los tipos de física y astrofísica que podemos hacer», dijo la profesora Sheila Rowan, directora del Instituto de Investigación Gravitacional de la Universidad de Glasgow.

Las ondas gravitacionales fueron predichas en 1916, como resultado de la Teoría General de la Relatividad de Einstein, que es la descripción de la gravedad más aceptada, y que había sido publicada un año antes. Sin embargo, en todos estos años, las ondas gravitacionales no habían salido de su estatus teórico, puesto que eran muy difíciles de captar, incluso para los instrumentos más sensibles. Hasta ahora.

La observación de las ondas gravitacionales, que se produjo gracias al choque de dos agujeros negros, se conoce oficialmente como GW150914. Los científicos dicen que marca una nueva era en la exploración científica del Universo y en las leyes de la física que la rigen.

Ed Daw, físico de la Universidad de Sheffield, dijo: «Una medida de su importancia es que incluso la fuente de la onda, es decir, dos agujeros negros en órbita cercana, cada uno diez veces más pesados que el Sol, y que colisionaron violentamente, es algo que jamás se había observado y que no se podría haber observado con ningún otro método. Esto es sólo el comienzo».

Si el continuo espacio-temporal es como un trampolín elástico, entonces los objetos masivos son como pesadas bolas de bowling que distorsionan la tela del trampolín. Cuando los objetos masivos interactúan -como el choque de agujeros negros- emiten ondulaciones conocidas como ondas gravitacionales, que viajan a la velocidad de la luz a través del espacio-tiempo.

Observatorio Ligo en Livingston, Louisiana, EEUU

Estos pliegues en el espacio-tiempo eran muy sutiles y difíciles de detectar por los instrumentos láser de generaciones anteriores usados por Ligo, pero una actualización que se completó el año pasado, logró que el instrumento Advanced Ligo fuera mucho más sensible, permitiéndole detectar distorsiones o movimientos de sólo una milésima del diámetro de un protón subatómico a una distancia de aproximadamente un kilómetro.

Gran Bretaña y Alemania contribuyeron con la actualización y científicos Rusos aportaron con evaluaciones de los avances. El Concejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas de Gran Bretaña construyó la tecnología sensible para la suspensión de los delicados espejos del instrumento, mientras Alemania contribuyó con equipamiento láser de última generación.

Ahora, con estos avances, los rayos láser de 4 kilómetros de largo pudieron detectar la ínfima contracción y dilatación causadas por una onda gravitacional que pasaba. Y fue la prueba definitiva que los científicos habían estado esperando por tanto tiempo: por fin pudieron ser testigos directos del comportamiento de las ondas gravitacionales, por primera vez y precisamente 100 años después de que la teoría general de Einstein las hubiera predicho.

Los dos observatorios que captaron las ondas lo hicieron simultáneamente; uno en Hanford, Washington, y otro en Livingston, Louisiana; ambos en Estados Unidos. Esto proporcionó la prueba definitiva que los astrofísicos necesitaban para confirmar que el hallazgo es estadísticamente significativo (y descartar chances de error).

Traducción: El Ciudadano

Fuente: Independent