El Descubrimiento de las Ondas Gravitacionales. imagen

Tres científicos recibieron el premio Nóbel esta semana por sus contribuciones al descubrimiento de las ondas gravitacionales, arrugas del espacio tiempo predichas por Albert Einstein.

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Una noticia impensable llegó al público el 11 de Febrero de 2016, día en que el director ejecutivo de la colaboración LIGO, D. Reitze se dirigió al público en una rueda de prensa diciendo: “Damas y Caballeros, hemos detectado ondas gravitacionales, lo logramos”. El anuncio reveló al mundo la detección de ondas provenientes de dos agujeros negros de 36 y 29 masas solares respectivamente dándose el abrazo final para formar uno de 62 masas solares. El abrazo final de los dos agujeros negros, duró 20 milisegundos y radió muchísima energía -50 veces toda la luz emitida por todas las estrellas del Universo observable. La energía de dicho abrazo equivale a 3 veces la masa del Sol transformadas en energía de ondas gravitacionales -arrugas del espacio tiempo. Este evento ocurrió a una distancia de 1300 millones de añoz luz y la señal viajó hasta llegar a los detectores de LIGO, uno ubicado en Hanford, Washington y el otro cerca de Baton Ruoge, Luisiana. Curiosamente la señal fue examinada en Hannover, Alemania, por el italiano M. Drago un estudiante posdoctoral quien estaba a cargo del análisis de las detecciones.  A la fecha de hoy, Octubre de 2017, se han podido detectar 4 colisiones más de agujeros negros, lo que ha permitido mostrar que el fenómeno -por primera vez observado en la historia de la humanidad, es común en el Universo.

Una de las predicciones de la teoría general de la relatividad de Einstein, es precisamente la curvatura del espacio tiempo. El primer éxito de esta teoría fue describir exitosamente una anomalía -el avance del periastro- que había sido observado en el movimiento de Mercurio alrededor del Sol y que no se podía describir por medio de la gravedad Newtoniana. El espacio-tiempo de la órbita de Mercurio está curvado debido a su cercanía al Sol y esto provoca que la anomalía sea más notoria. Por otro lado,  A. Eddington en mayo de 1919 observó cómo cambian las posiciones de las estrellas cerca del disco del Sol durante un eclipse de Sol. La explicación precisa a la anomalía en la órbita de Mercurio y el cambio aparente en la posición de las estrellas cerca del disco solar debido curvatura del espacio-tiempo observada durante un eclipse de Sol, permitieron verificar la relatividad general de una manera sorprendente.




Observaciones posteriores más precisas revelaron que en efecto, esta teoría describe muy bien el espacio-tiempo. Algunas de estas observaciones se hicieron con relojes de alta precisión abordo de satélites. Dado estos relojes orbitan a un cuerpo masivo como la Tierra, éstos sufren un ligero retraso -casi impreceptible- debido a la curvatura del espacio tiempo producida por la masa de nuestro planeta. Einstein predice con precisión la corrección a este retraso. Si Usted se pregunta si esto sirve para algo, le recuerdo que usted se beneficia de esta corrección cada vez que utiliza un -GPS- el sistema de posicionamiento global. Sin esta corrección el sistema de GPS tan cotidiano sería completamente inútil. 

Otra de las predicciones de Einstein es que la gravedad puede describirse a través de ondas espacio-temporales, las ondas gravitacionales. Pronto, los científicos especularon sobre la posibilidad de detectar estas ondas y se comenzaron a construir los observatorios VIRGO en Italia, GEO600 en Alemania y LIGO en Estados Unidos.  Detectar ondas gravitacionales no es fácil, requiere medir una variación de una parte en varios miles de trillonésimos de metro. Es como intentar detectar algo del tamaño de un átomo en la distancia que separa la Tierra al Sol. Es algo difícil, casi imposible. A pesar de este detalle, los gobiernos de 15 países decidieron seguir financiando a los científicos y se hicieron colaboraciones entre LIGO y VIRGO. Han sido finalmente estos dos observatorios quienes han detectado finalmente las Ondas gravitacionales. 

El premio Nóbel de Física de este año fué acreditado a K. Thorne, B. Barish y R. Weiss todos estadounidenses, trabajando los primeros dos en Caltech, y MIT respectivamente. Las implicaciones de su descubrimiento premiten confirmar nuevamente la Relatividad General como herramienta para describir el espacio-tiempo y abren una nueva ventana para observar el Universo.  El premio nóbel, celebra el descubrimiento extraordinario en el área de la física, un anuncio que pocas veces volveremos a escuchar en nuestras vidas, un anuncio que me hace sentir muy orgulloso como ser humano y como astrónomo.



R. Weiss, B. Barish y K. Thorne, ganadores del Premio Nóbel de Física 2017. (Fuente Fundación Nóbel/N. Elmehed.)

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