El trabajo que ganó el Nobel de Física 2017, en términos que todos pueden entender

Por Andrés Tovar
04/10/2017

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El Premio Nobel de Física 2017 fue otorgado esta semana a Rainer Weiss, Barry Barish y Kip Thorne. Su trabajo ayudó a probar a Albert Einstein, una vez más.

Los ganadores, que trabajan para el LIGO (Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser), recibieron el premio por «contribuciones decisivas» a un detector que ayuda a detectar las ondas gravitatorias. Estas ondas se crean cuando dos objetos masivos, como los agujeros negros, se fusionan o se desgarran. Detectarlos es un «testimonio directo» de las interrupciones en el espacio-tiempo, dijo el comité del Nobel.

¿Qué significa eso?

Hace más de 100 años, Einstein propuso la teoría de la relatividad general (el famoso E=mc²) e hizo una serie de predicciones. Propuso que el universo es como un tejido hecho de espacio y tiempo. Y la tela se doblará debido a objetos masivos, como estrellas y planetas.

Esto resultó correcto cuando los investigadores encontraron que el sol era capaz de doblar la luz procedente de las estrellas, de tal manera que los observadores de la Tierra eran capaces de «mirar a través» del sol a las estrellas detrás de él.

Así que si el espacio-tiempo define nuestro universo, Einstein predijo que cuando dos objetos masivos interactúan, crearían una ondulación en el espacio-tiempo. Estas ondulaciones, llamadas ondas gravitatorias, deberían en teoría ser detectables si fuéramos capaces de construir instrumentos lo suficientemente sensibles.

Tal instrumento permaneció un sueño hasta los años setenta. Fue entonces cuando Rainer Weiss del Instituto de Tecnología de California propuso un diseño que pensaba que sería capaz de detectar las ondas gravitatorias. Sus ideas fueron luego traducidas, a través de una serie de investigadores, incluyendo Kip Thorne, Ronald Drever y Barry Barish, a lo que se convertiría en LIGO.

¿Qué es LIGO?

Hoy, LIGO consta de dos observatorios en EEUU -uno en Hanford, Washington y otro en Livingston, Luisiana. Sus detectores de ondas están a miles de kilómetros de distancia por una razón. La distancia permite que cada detector se asegure de que si graban una interferencia no es debido a algo local sino ondas gravitacionales. Sin tener un segundo detector, habrían habido muchos falsos positivos, lo que haría imposible un estudio preciso.

Desde la primera detección en 2015, LIGO ha detectado ondas gravitacionales tres veces más. Cada una de las cuatro detecciones ha sido el resultado de la fusión de agujeros negros, pero los científicos esperan capturar pronto las ondas que emanan de las supernovas (estrellas en explosión) y la fusión de las estrellas de neutrones.

Durante la mayor parte de la historia, los astrónomos miraron al cielo con telescopios mirando signos de luz visible. Sin embargo, a lo largo del último siglo, los avances tecnológicos les han permitido capturar nuevos tipos de señales que antes no eran detectables, desde las ondas de radio hasta la radiación infrarroja, dándonos una muestra de cómo suena el universo.

Con detecciones de ondas gravitacionales más confirmadas, los científicos ahora tienen otra nueva herramienta para detectar eventos celestes. Y, lo que es más importante, los acontecimientos que pueden ser comprendidos con las ondas gravitatorias -como las fusiones de los agujeros negros- son aquellos que no pueden verse a través de medios comunes de detección, como la luz.

Aparte de LIGO, el único otro detector de ondas gravitacionales que se acerca a ser tan sensible está en Europa, llamado el interferómetro de Virgo. Los resultados de LIGO han renovado el interés en la construcción de tales observatorios en otros lugares. India está proponiendo construir uno de aquí a 2023, y se espera que su ubicación ayude a LIGO y Virgo a observar las ondas gravitatorias procedentes de los cielos del hemisferio sur con mayor precisión. Incluso con mayor ambición, científicos europeos y japoneses han propuesto construir observatorios de ondas gravitacionales en el espacio.

Los premios Nobel a menudo se dan a los investigadores muchos años después de sus descubrimientos, pero el descubrimiento de la onda gravitacional fue hace poco más de dos años. Esto demuestra que el comité del premio confía en que este trabajo va a transformar la astronomía y nuestra comprensión del universo.

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