Ciencia

La Búsqueda de Ondas Gravitacionales

Ondas gravitacionales como instrumento para la investigación del Big Bang (Foto: NASA)

Hasta ahora no ha sido posible detectar ondas gravitacionales directamente. Tampoco ha sido posible ahora analizando los datos recogidos durante dos años por el Observatorio de ondas gravitacionales LIGO en Estados Unidos. Sin embargo se ha conseguido poner una cota superior para las ondas gravitacionales de la época temprana del cosmos mejorando estimaciones anteriores en un orden de magnitud. Con ello se han podido descartar una serie de modelos cosmológicos.

La existencia de ondas gravitacionales es una consecuencia de las ecuaciones de la relatividad general. No sería la rimera vez que se predicen ondas fruto de unas ecuaciones. Maxwell unificó resultados sobre la electricidad y el magnetismo en unas ecuaciones que hoy llevan su nombre prediciendo la existencia de ondas electromagnéticas. Poco después Heinrich Hertz lo validó experimentalmente llevando a la práctica emisiones y recepciones de tales ondas. Ésto en su desarrollo permitió la creación de la radio. Al igual que cargas eléctricas aceleradas emiten radiación electromagnética, masas aceleradas producen oscilaciones en el espacio-tiempo. Una comprobación indirecta la encontraron Russell Hulse y Joseph Taylor en 1974 al analizar la trayectoria de un púlsar doble. El tiempo que tardan en dar una vuelta estas estrellas de neutrones va disminuyendo cada año 76,5 milisegundos por la radiación de ondas gravitacionales del sistema y la consecuente perdida de energía. Los datos coincidían exactamente con las predicciones de la relatividad general. Sin embargo pruebas directas de ondas gravitacionales no han sido posibles ni con los más grandes y precisos detectores. El problema es que las ondas gravitacionales crean variaciones en la distancia a lo largo de kilómetros menores que el diámetro de un núcleo atómico! Por eso los detectores de ondas gravitacionales estan hechos de tubos con una longitud de varios kilómetros en los que se crea el vacío y se hacen interferir pulsos de láseres cuyo patrón de interferencia es extremadamente sensible a pequeños cambios en la distancia. El mayor del mundo es el “Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory” (Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetros de láser) LIGO que lo componen tres detectores. Dos de ellos están en el estado de Washington con longitudes de dos y cuatro kilómetros y el tercero de también cuatro kilómetros se encuentra en Louisiana. Los datos publicados ahora corresponden a mediciones entre noviembre de 2005 y septiembre de 2007. Los científicos no se plantearon detectar ondas gravitacionales de fuentes individuales como agujeros negros, supernova o estrellas de neutrones, porque la sensibilidad de los detectores actuales seguramente no es suficientemente alta. El objetivo era encontrar una cota superior al fondo (estocástico) de las ondas gravitacionales, que son una "reliquia" de la época temprana del cosmos, que podría ser fruto de diferentes procesos como la llamada inflación (una fase de rápida expansión), transiciones de fase por llamadas roturas de simetría o cuerdas cósmicas y otros defectos topológicos. Tanto la abundancia de helio como la radiación de fondo cósmica conllevan una cota superior para las ondas de gravitación de fondo, que está en una parte en cien mil de la densidad de energía total. De los datos de LIGO resulta una restricción mucho mayor. Las mediciones de LIGO muestran que las ondas de gravitación jugarán un papel importante para la investigación de la época temprana del cosmos, en particular del primer minuto después del Big Bang que no es accesible mediante observaciones astrofísicas estándar. En los próximos años la sensibilidad de los detectores se mejorará en un factor de diez y cuando este LIGO “mejorado” comience a trabajar en el 2014, se espera contar con la primera comprobación directa de ondas gravitacionales.El De Verdad digital también lo haces tú: Contribuye con la calidad del De Verdad digital puntuando este artículo y enviando tu comentario. El 31 de octubre se realizará un sorteo de entradas para los mejores conciertos y estrenos de cine, teatro y espectáculos de la temporada navideña entre los lectores que hayan participado opinando sobre cualquier artículo. Solo hace falta dejar tu email.