La Agencia Espacial Europea (ESA) está emocionada al conocer que se han detectado ondas gravitatorias y se muestra impaciente por comenzar su misión para probar las tecnologías que podrían ampliar el estudio de estas ondas en el espacio.
Las ondas gravitatorias han dejado de ser algo escurridizo, un logro que llevamos persiguiendo 100 años.
En noviembre de 1915, Albert Einstein presentó su teoría de la relatividad general, que introdujo un cambio radical de perspectiva en la comprensión de la física de una de las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza: la gravedad.
Esta teoría describe la gravedad como la forma en que la materia interactúa con el “espacio-tiempo” flexible del que forma parte. Los cuerpos masivos deforman el espacio-tiempo, modificando su curvatura a medida que se mueven.
Cuando se aceleran, los cuerpos masivos producen pequeñas fluctuaciones en el tejido del espacio-tiempo, es decir, ondas gravitatorias, que Einstein predijo por primera vez en un estudio publicado en 1918. Estas minúsculas perturbaciones cósmicas han sido demostradas finalmente, después de casi un siglo de investigaciones teóricas y búsquedas experimentales.
Científicos de la colaboración del Observatorio de interferometría láser de ondas gravitatorias (LIGO) han anunciado hoy el descubrimiento.
LIGO incluye dos detectores de ondas gravitatorias en EE. UU. situados en Livingston (Luisiana) y Handford (Washington), y cuenta con más de un millar de científicos de todo el mundo. El experimento utiliza rayos láser para monitorizar dos brazos perpendiculares, de 4 km cada uno, con el fin de detectar pequeños cambios en su longitud que puedan deberse al paso de ondas gravitatorias.
El experimento, actualizado recientemente para convertirse en Advanced LIGO, obtuvo su resultado histórico durante la primera ronda de observación en la nueva configuración, que recopiló datos entre septiembre de 2015 y enero de 2016.
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“Estas noticias son formidables para todos los estudiosos de la gravedad y la gravedad general y queremos transmitir nuestra más sincera enhorabuena a los compañeros de la colaboración LIGO por su excelente resultado”, declara Paul McNamara, jefe científico del proyecto LISA Pathfinder de la ESA.
LISA Pathfinder es la misión de demostración tecnológica de la ESA para posibles misiones futuras dedicadas a observar las ondas gravitatorias desde el espacio. El lanzamiento tuvo lugar el 3 de diciembre de 2015, la nave alcanzó su órbita operativa en enero y está sometiéndose a las comprobaciones finales antes de comenzar su misión científica el 1 de marzo.
“Con LISA Pathfinder probaremos la tecnología imprescindible para observar las ondas gravitatorias desde el espacio. Es más alentador todavía saber que estas fluctuaciones, que han sido un misterio durante tanto tiempo, se han detectado directamente”, añade Paul.
A finales de la década de 1970, surgió una primera confirmación indirecta de la existencia de ondas gravitatorias, gracias a las observaciones de un par de estrellas de neutrones (núcleos muertos de estrellas masivas) que se movían rápidamente en una órbita recíproca.
Una de las dos estrellas de neutrones es una fuente de radio pulsante o púlsar, lo que permitió realizar mediciones de tiempo precisas del sistema. Los científicos observaron que, a medida que los dos restos estelares giran alrededor uno del otro, se mueven en órbitas más estrechas y rápidas y el ritmo de aceleración era precisamente el esperado en caso de hubiera una pérdida de energía por la emisión de ondas gravitatorias.
Sin embargo, la colaboración LIGO declaraba hoy la detección directa de las ondas gravitatorias que los científicos llevaban décadas buscando.
“Nos quitamos el sombrero ante la colaboración LIGO por su extraordinario descubrimiento. Han logrado dominar las instalaciones experimentales para llegar a alcanzar el elevado nivel de sensibilidad necesario para detectar las ondas gravitatorias del terreno”, declara César García Marirrodriga, jefe del proyecto LISA Pathfinder de la ESA.
La señal grabada es muy fuerte y parece proceder de dos agujeros negros coalescentes a una distancia aproximada de 1300 millones de años luz. Los dos enormes cuerpos, con masas equivalentes a 36 y 39 veces la masa del Sol, respectivamente, se fusionaron para formar un único agujero negro todavía más extenso de 62 masas solares, liberando las 3 masas restantes en forma de ondas gravitatorias.
“Ahora que se han descubierto ondas gravitatorias podemos empezar a ahondar en la física de las fuentes que las generan. Ahí es donde desplazarse al espacio supondrá una diferencia”, indica Oliver Jennrich, jefe científico adjunto del proyecto LISA Pathfinder de la ESA.
Como la luz, las ondas gravitatorias también abarcan un amplio espectro de frecuencias y se espera que estas ondas sean emitidas por diferentes objetos astronómicos a lo largo de todo el espectro. Los experimentos terrestres como LIGO son sensibles a ondas de alta frecuencia, como los procedentes de parejas de agujeros negros coalescentes o estrellas de neutrones, con frecuencias de entre 10 y 1000 Hz.
Para detectar ondas gravitatorias con frecuencias más bajas, como las que proceden de la fusión de agujeros negros supermasivos en el centro de galaxias masivas, los científicos deben buscar cambios de longitud de brazos mucho más largos (de un millón de kilómetros aproximadamente). Esto solo puede conseguirse en el espacio, empleando rayos láser para monitorizar la distancia entre tres masas en caída libre separadas por distancias mucho más extensas de las que se pueden conseguir en la Tierra.
La ESA ha identificado el universo gravitatorio como el tema científico de su misión L3, la tercera misión a gran escala del programa de ciencia Cosmic Vision, que dará como resultado un gran observatorio de ondas gravitatorias en el espacio en los próximos años.
Hoy, LISA Pathfinder ha dado un paso hacia L3, ya que comprobará si es posible colocar masas de prueba en verdadera caída libre inalterable ante fuerzas externas al nivel que se necesitará en el futuro observatorio de ondas gravitatorias en el espacio.
El 3 de febrero las dos masas ubicadas en el centro de la nave (un par de cubos idénticos de oro y platino, con caras de 46 mm cada una) fueron desbloqueadas de uno de los dos mecanismos que los mantuvieron asegurados durante el lanzamiento y el trayecto.
La próxima semana, los dos cubos serán liberados definitivamente, perdiendo todo contacto físico con la nave antes del comienzo de las operaciones científicas.
Para compensar las otras fuerzas que actúan sobre los cubos, LISA Pathfinder medirá su posición y orientación con la máxima precisión y maniobrará ligeramente para mantenerse centrada en una de ellas.
“LISA Pathfinder se enfrenta a un desafío y para nosotros es un honor contribuir en esta nueva era de investigación de ondas gravitatorias inaugurada hoy por el descubrimiento de LIGO”, concluye Paul. (Fuente. ESA)
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Felicitación de la ESA por el descubrimiento de ondas gravitatorias
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