Las ondas gravitacionales son observadas por primera vez

Concepto de un artista de la propagación de las ondas gravitacionales. Laboratorio LIGO
 

Un estudio publicado la semana pasada en la revista científica PRL (Physical Review Letters) ha confirmado la existencia de las ondas gravitacionales.

Las ondas gravitacionales son las perturbaciones gravitatorias del espacio-tiempo que un cuerpo masivo produce, a la velocidad de la luz, al ser acelerado; fueron predichas por Einstein hace 100 años y observadas el 14 de septiembre de 2015, por los detectores de LIGO (Observatorio de interferometría láser de ondas gravitacionales) en sus instalaciones de Luisiana y Washington. El origen de las ondas gravitacionales registradas fue la colisión de dos agujeros negros, a más de 1300 millones de años luz de distancia de nuestro sistema solar.

La colisión masiva detectada y la detección misma son eventos fascinantes. Hace unos 1300 millones de años, un sistema binario de agujeros negros mucho más allá de la Nube de Magallanes comenzó a fusionarse en un solo objeto: los dos agujeros negros, cada uno de unos 150 km de diámetro pero con una masa de 30 veces mayor que nuestro sol, giraron alrededor de un centro gravitatorio común, cada vez más rápido y cada vez más cerca, hasta alcanzar 60% de la velocidad de la luz. La energía liberada durante la última fracción de segundo del evento fue inmensa: se calcula que alrededor de tres masas solares fueron convertidas en ondas gravitacionales en menos medio segundo y se emitieron con un nivel de poder mayor que el poder combinado de la luz emitida por las estrellas del universo observable.

Cuando una fracción ínfima de esa energía llegó por fin a nuestro planeta, 1300 millones de años más tarde, los detectores de LIGO estaban listos para registrarla. Los interferómetros de Luisiana y de Washington tienen brazos de más de 4 km de longitud y son capaces de descubrir cambios infinitesimales en el espacio-tiempo (hasta una mínima fracción del tamaño de un átomo) al paso de una onda gravitacional. Dos son necesarios (y en este caso se encuentran a 3200 km de distancia uno del otro) para descartar cualquier ruido o perturbación local; el paso de la onda fue graficada y superpuesta en busca de anomalías. De hecho, sabemos que se trató de la colisión de dos agujeros negros ya que con la información de la onda fue posible calcular su masa, su velocidad y su separación orbital al momento de la fusión (tan solo 350 km). La señal fue muy breve: 250 milisegundos, pero el evento (llamado GW150914) ha sido autentificado con un nivel de confianza mayor a 5.1 sigma, es decir al menos 99.99994%. El único otro observatorio capaz de detectar la señal en el mundo, el Interferómetro Virgo, en Pisa, Italia, se hallaba fuera de servicio en ese momento.

Observatorio LIGO en Hansford, Washington
 

La importancia extraordinaria de esta observación documentada de ondas gravitacionales tiene dos caras: Ya no podrán acreditarse hipótesis que descarten su existencia, o sea la teoría de la relatividad recibe un puntal más; y el ser humano tiene ahora una forma revolucionaria de explorar el universo. Hay muchos eventos en su historia que no produjeron luz, como las colisiones de agujeros negros, y quizá podremos, dicen los miembros de LIGO, explorar reliquias en ciertas etapas muy tempranas del universo durante el Big Bang. La física fundamental del resto de este siglo, por decirlo con otras palabras, se asentará en este descubrimiento y en los hallazgos de nuevas partículas del Gran colisionador de hadrones.

Autor: IIEH

Fuentes:

Observación de ondas gravitacionales en la fusión de un agujero negro binario

Las ondas gravitacionales de Einstein son “vistas” en agujeros negros

LIGO anuncia observación de ondas gravitacionales hoy