Recuento de los Premios Nobel: detección de ondas gravitacionales

Los astrónomos están de fiesta, luego de que la Real Academia Sueca de Ciencias anunciara la entrega del Premio Nobel de Física 2017 a los estadunidenses Rainer Weiss, Barry C. Barish y Kip S. Thorne, por sus aportaciones decisivas al detector LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) y la observación de las ondas gravitacionales.

La contribución que dio lugar al Premio Nobel permitió detectar ondas gravitacionales producidas por la colisión entre dos hoyos negros gigantes en una galaxia lejana. Un logro que contribuye al conocimiento del Universo.

“Los hoyos negros son como cadáveres de estrellas muy pesadas que han dejado de brillar y se comprimen de tal forma que la fuerza gravitacional no permite que la luz brote”, explica Shahen Hacyan, investigador del Departamento de Física Teórica del Instituto de Física de la UNAM.

Los hoyos negros sólo pueden manifestarse por su fuerza de gravedad y las ondas gravitacionales que éstos producen. Existen hoyos negros binarios (uno gira alrededor del otro) y pierden energía por la emisión de esta radiación gravitacional. Al suceder esto, las órbitas se reducen poco a poco hasta que finalmente chocan y provocan una gran explosión de ondas gravitacionales. 

Hazaña tecnológica

Poder instalar los detectores de las ondas gravitacionales ha sido toda una hazaña tecnológica, ya que por sus características resulta complicado llevar a cabo esta tarea. Y es que de acuerdo con el especialista, los detectores miden aproximadamente tres kilómetros de largo. El detector debe tener instalado un espejo de varias toneladas en cada lado para poder lanzar los rayos láser, que se transmiten en grandes tubos al alto vacío.

Este hallazgo tiene una gran importancia astronómica, es como abrir una nueva ventana del universo. Antes todo lo que se podía observar era a través de la luz que emiten los objetos lejanos como las estrellas y las galaxias; y con este aporte del LIGO existe la posibilidad de ver a profundidad; las ondas gravitacionales podrían darnos indicios sobre el origen del universo, “sería como ver el Big Bang”, señala.

En memoria de Einstein

Pero, ¿qué son las ondas gravitacionales y para qué sirven? Todo comenzó con la teoría de la relatividad que en 1915 desarrolló Albert Einstein; un año después, demostró que su teoría implicaba la existencia de las ondas de radiación gravitacionales del mismo modo en que hay ondas electromagnéticas que pueden generarse dentro de un laboratorio, un ejemplo de ellas son las ondas de radio.

Por el contrario, las ondas gravitacionales son mucho más débiles, y no es posible que se produzcan en un laboratorio; se desarrollan a través de cuerpos masivos del Sol o las galaxias, es decir, nacen a través de un proceso astronómico.

Las ondas gravitacionales se propagan a la velocidad de la luz llenando el Universo, tal y como lo describió Einstein. El físico estaba convencido de que nunca sería posible medirlas. El éxito del proyecto LIGO se debió al uso de un par de gigantescos interferómetros láser para medir una variación miles de veces menores que un núcleo atómico, que produce una onda gravitacional al pasar por la Tierra.

LIGO agrupa a dos observatorios estadunidenses; en Italia existe otro observatorio del mismo tipo y se prevé que próximamente desarrollen uno más en la India y otro en Japón; con ello podría avanzarse aún más en estas investigaciones.

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Ondulaciones

Colisión entre hoyos negros