Detección de ondas gravitatorias no observatorio LIGO

2016/02/11 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika
• Astrofisika

Os seus investigadores anuncian que detectaron ondas gravitatorias no observatorio LIGO. É a primeira vez que se observan en directo as curvaturas espaciais de tempo anunciadas por Einstein fai 100 anos.

“Señores, detectamos ondas gravitatorias. Fixémolo!”, comezou a rolda de prensa do director executivo de LIGO, David Reitze. “Necesitamos meses paira saber que realmente eran ondas gravitatorias, pero o máis emocionante é agora mesmo. Estamos a abrir una xanela ao Universo”.

De feito, as ondas gravitatorias achegan información sobre a súa orixe. “Podemos escoitar as ondas gravitatorias. Podemos escoitar o universo” di Gabriela González, portavoz do equipo de investigación de LIGO.

O que ouviron é que son ondas gravitatorias emitidas no último momento da unión de dous buracos negros. Segundo a relatividad xeneral de Einstein, dous buracos negros ao redor perderían enerxía como ondas gravitatorias. En consecuencia, os dous buracos negros aproximaríanse entre si, e finalmente xuntaríanse formando un buraco negro maior. Neste proceso, parte da masa converteríase en enerxía, tal e como indica a famosa fórmula de Einstein, que se liberaría como onda gravitatoria. Pois iso é o que detectou LIGO.

O pasado 14 de setembro detectáronse as ondas gravitatorias en dous detectores situados en Livingston (Louisiana) e Handford (Washington). Estas ondas gravitatorias emitíronse fai 1.300 millóns de anos e calculan que os buracos negros que se xuntaron eran de 29 a 36 masas solares e que en menos dun segundo 3 masas solares convertéronse en ondas gravitatorias. Tamén puideron comprobar que isto ocorreu no hemisferio sur, xa que o sinal chegou ao detector de Livingstone (Louisiana) 7 milisegundos antes que en Handford (Washington).

Predición de Einstein

Einstein nunca creu nos buracos negros. Pero anunciou ondas gravitatorias en 1916. “Einstein dixo que un corpo deforma o tempo espacial que hai ao seu ao redor”, explica o cosmólogo da UPV, Jon Urrestilla. “E una masa que se move, ademais desa deformación, produce unhas ondas gravitatorias”.

A existencia de ondas gravitatorias demostrouse nas décadas de 1970 e 1980 con observacións en pulsares. Con todo, “todos eles foron medicións indirectas”, subliñou Urrestilla. “Esta é a primeira vez que se realizou a medición correcta. Veunos una onda e medímola”.

Paira iso utilizáronse interferómetros. Niso consiste o experimento LIGO (Láser Interferometer Gravitational-wave Observatory). Cada detector ten dous brazos en L de 4 quilómetros. Un láser divídese en dous raios e faise avanzar e retroceder por cada brazo mediante espellos. Así, a distancia entre os espellos dos extremos mídese con gran precisión. As ondas gravitatorias modifican esta distancia, aínda que sexa en moi pequena medida. O propio Einstein pensaba que este cambio era demasiado pequeno paira ser medible, pero LIGO é capaz de medilo, segundo demostraron agora. De feito, LIGO é capaz de medir un cambio 10.000 veces o diámetro dun protón. “Fai 100 anos que non se imaxinaron que algunha vez haxa tecnoloxía paira medilo”, di Urrestilla.

Novo sentido, nova era

“Este descubrimento é o comezo dunha nova era --dixo González en rolda de prensa-; a astronomía das ondas gravitatorias é agora una realidade”. E Urrestilla está de acordo: “É como ter outro sentido. O telescopio de Galileo abriunos os ollos paira ver o universo, e isto os oídos. Até agora eramos capaces de ver só por ondas electromagnéticas, agora tamén o podemos ver ou escoitar por ondas gravitatorias”. Precisamente grazas a este novo sentido observouse por primeira vez a unión de dous buracos negros.

E pronto virá máis Urrestilla: “Esta detección tivo lugar en setembro e por primeira vez foron moi amodo paira comprobar que o que fixeron está ben. Estudárono moi tranquilamente. Pero estou seguro de que desde entón se detectaron outras. E que esas deteccións empezan a aparecer aos poucos”.

Una vez coñecidos, os investigadores coñecerán como se debe escoitar. E virá o desenvolvemento. “O cambio que houbo desde os telescopios iniciais de Galileo aos terribles radiotelescopios actuais tamén se vai a producir aquí”, afirma Urrestilla. “LIGO ten a posibilidade de aumentar aínda máis a sensibilidade. E en Italia, India e talvez en Xapón tamén estarán os interferómetros. Así que teremos cinco orellas paira escoitar as ondas gravitacionales. E así se poderá determinar moito mellor de onde proceden estas ondas gravitatorias”.

E o seguinte paso: “enviar os interferómetros ao espazo, como fixemos cos telescopios. Paira iso a ESA conta cun experimento denominado eLISA. Se avanza, o brazo de eLISA terá 1000 km e, por tanto, moita máis sensibilidade”.

> Escoitar a Jon Urrestilla a entrevista realizada en Norteko Ferrokarrilla