Hecho histórico

Descubrimiento astronómico confirma teoría de Einstein

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Detectan por primera vez ondas gravitacionales de manera directa

ICN, 15 de febrero de 2016

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La detección, por primera vez, de ondas gravitacionales de manera directa, gracias a la colaboración internacional del Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferómetro Láser (LIGO, por sus siglas en inglés) es un hecho histórico y de gran importancia, aseguró Miguel Alcubierre Moya, director del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN).

El experto en cálculos numéricos para hacer predicciones sobre el patrón de ondas gravitacionales generadas por eventos violentos en el universo, en particular la colisión de agujeros negros, dijo que esto ofrece, en primer lugar, una nueva confirmación de la Teoría de la Relatividad General que postuló Einstein hace cerca de cien años.

“En segundo, una vez que hemos logrado detectarlas, las podremos utilizar para entender mejor algunos de los eventos más violentos del universo.”

Además, esto confirma la existencia de los agujeros negros, pues sólo éstos pueden producir el patrón preciso de ondas que ha sido observado por LIGO. Así, esta ratificación, “marca el inicio de una nueva astronomía de ondas gravitacionales. Es un momento muy emocionante”, externó.

Dentro de la UNAM hay grupos que trabajan en la predicción de las señales de esas ondas en los institutos de Ciencias Nucleares, de Astronomía, de Ciencias Físicas y de Física. Su registro permitirá guiar la dirección que esas investigaciones podrán tomar en el futuro próximo para centrarse más en el estudio de los sistemas que se han logrado percibir y de este modo entender mejor sus propiedades.

A la velocidad de la luz

Estas ondas fueron predichas por Albert Einstein en 1916, cuando postuló su Teoría General de la Relatividad; consisten en perturbaciones del espacio-tiempo que se propagan a la velocidad de la luz. Todos los objetos con masa las producen cuando se aceleran.

Viajan por el cosmos de un modo similar a las ondas que se trasladan por la superficie del agua cuando una roca cae en un lago. Sin embargo, para que sean lo suficientemente intensas y puedan ser detectadas, se requiere de masas gigantescas que se muevan a muy altas velocidades, lo que sólo ocurre en eventos astrofísicos muy violentos como supernovas o colisiones de estrellas de neutrones o agujeros negros.

LIGO, construido conjuntamente por el Massachusetts Institute of Technology (MIT) y el Californa Institute of Technology (Caltech), consta de dos detectores kilométricos: uno en Hanford, Washington, y el otro en Livingston, Louisiana. Ambos trabajan al unísono para detectar las pequeñísimas variaciones en el espacio-tiempo.

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El funcionamiento de LIGO

Aunque las ondas gravitacionales que busca LIGO se originan en eventos cósmicos muy violentos, las perturbaciones que producen en el universo son mínimas, por lo que es difícil observarlas. Para lograrlo, es necesario medirlas a lo largo de grandes distancias y con gran precisión.

Se trata de un observatorio compuesto por dos detectores gemelos en forma de “L”, que cuentan con interferómetros láser. Para que el observatorio funcione, un rayo láser recorre los cuatro kilómetros de longitud de cada uno de los brazos del detector, desde el vértice hasta el extremo más lejano; rebota en un espejo y recorre el mismo camino de vuelta a su origen. Los dos rayos que regresan convergen en el mismo punto y están sincronizados, de manera que se anulan mutuamente, así que el detector no los percibe.

Si una onda gravitacional alcanza el aparato, ésta modifica la forma del espacio- tiempo y altera de distinta manera la longitud de cada uno de los brazos de la “L” por donde corren los láseres. Cuando esto ocurre, los rayos dejan de estar en sincronía, ya no se anulan mutuamente, así que el detector percibe la luz de los mismos.

Es importante que haya dos dispositivos gemelos, que se encuentren a una distancia razonable entre ellos, con el propósito de que pueda corroborarse si ambos registran el mismo cambio en la longitud de sus brazos. Por ello, uno de los detectores está en Washington y el otro en Louisiana.

Por su estructura y funcionamiento, LIGO no es un observatorio o una instalación astronómica convencional, sino que se compara en escala y complejidad con experimentos como los grandes aceleradores de partículas o los laboratorios nucleares.