A la caza de las ondas de Einstein

En 1916, Albert Einstein postuló que, si su teoría de la relatividad general era correcta, debería producirse un fenómeno al que llamó ondas gravitatorias. Simplificando mucho, podrían definirse como minúsculas distorsiones o arrugas del continuo espacio-tiempo provocadas por el movimiento de objetos a gran velocidad. El problema es que al estar generadas por la más débil de las fuerzas elementales, la gravedad, detectarlas se convierte en una misión casi imposible: medirían aproximadamente 10-18 metros, la milésima parte del diámetro de un protón.

Hace 40 años, el descubrimiento de un púlsar binario –dos estrellas de neutrones que giran una alrededor de la otra– permitió poner indirectamente a prueba la suposición de Einstein. Si las ondas gravitacionales existían, el dúo cósmico debería perder una cantidad de energía equivalente, lo que a su vez aceleraría su danza y estrecharía sus órbitas. Las observaciones cuadraron.

Pero pasan los años, y los sutiles descosidos espacio-temporales siguen sin verse de forma directa. El año pasado, el equipo del telescopio BICEP2, en la Antártida, anunció a bombo y platillo que ya tenía la instantánea, y que además procedía de instantes después del big bang, cuando el universo en ciernes experimentó un crecimiento súbito y exponencial conocido como inflación cósmica. Poco después, muchos expertos pusieron en duda el sensacional hallazgo, y a principios de febrero, un informe conjunto del satélite Planck y BICEP2 dictaminaba que probablemente se tratara de aburrido polvo galáctico.

Las esperanzas ahora están puestas en los interferómetros, sistemas tecnológicos que utilizan dos rayos de luz para detectar las distorsiones buscadas. Y si alguno tiene más posibilidades de cosechar el éxito, ese es LIGO (acrónimo de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), proyecto de investigación estadounidense formado por dos complejos gemelos, uno en Hanford (estado de Washington) y el otro en Livingston (Luisiana).

El experimento es, a la vez, de una simplicidad y sofisticación pasmosas. Un haz de láser es dividido en dos ramas, que recorren sendos túneles idénticos de cuatro kilómetros, rebotan en un espejo al final del trayecto, vuelven al punto de inicio y se anulan... excepto si su monótono viaje fuese alterado por una onda gravitatoria. Entonces, uno de los rayos tomaría una levísima delantera y, ¡bingo!, los sensores del LIGO captarían la señal luminosa.

La razón de que los dos interferómetros estén a 3.000 kilómetros de distancia es evitar falsos positivos: si uno de ellos registra el presunto desfase, su compañero debería repetir el mismo resultado, aproximadamente, una centésima de segundo después, porque las ondas gravitatorias se desplazan en teoría a la velocidad de la luz. Además, el contraste de los datos ayudaría a localizar en qué lugar del firmamento se produjo.

En la primera fase de su misión, entre los años 2002 y 2010, el doble observatorio no captó perturbación alguna, pero ahora hay razones de peso para ser optimistas. A partir del verano o, como muy tarde, principios del otoño, comenzará la singladura del proyecto Advanced LIGO, que supone un salto cualitativo con respecto a su predecesor. Mientras que por fuera los interferómetros siguen siendo los mismos, su maquinaria interior se ha renovado de forma tan sustancial que en pocas horas ya habrá recogido tantos datos como el viejo LIGO en un año.

Otros grandes experimentos de la física en el dossier del número 406 de MUY INTERESANTE, escrito por Pablo Colado.

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