La detección de ondas gravitacionales
EL COLEGIO NACIONAL
Comunicado de Prensa
4 de julio de 2016
- Físicos y astrónomos se reunieron en El Colegio Nacional para explicar este fenómeno físico, fundamental para entender cómo funciona el universo.
- Se detecta la primera onda gravitacional, a 100 años de la Teoría General de la Relatividad de Einstein.
Las ondas gravitacionales son perturbaciones en la gravedad que se propagan a la velocidad de la luz, originadas por los eventos más violentos del universo. Predichas por Albert Einstein hace 100 años, fueron detectadas por primera vez, de manera directa, el 14 de septiembre de 2015. La detección fue realizada por el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO) y marca el inicio de una nueva etapa en la astronomía.
Miguel Alcubierre, Gabriela González, Luis Felipe Rodríguez Jorge y Manuel Peimbert se reunieron este viernes en El Colegio Nacional para explicar qué son las gravitacionales, cómo se generan y cuál fue el proceso para llegar a su detección. Asimismo, los físicos y astrónomos analizaron la relación entre los hoyos negros, las estrellas, los pulsares y las supernovas con dichas ondas, cuya existencia no se había podido demostrar hasta hace unos meses.
“Durante décadas, muchos científicos pensaron que no existían y que no eran reales, que eran como una especie de artefacto matemático”, señaló Miguel Alcubierre, actual director del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, “las ondas gravitacionales fueron muy controversiales en su momento, la Teoría General de la Relatividad es muy complicada, incluso para el mismo Einstein, y muy poca gente la entendía al principio”.
Para poder producir ondas gravitacionales se necesita perturbar la gravedad, objetos muy masivos, empezar a mover estrellas de manera muy violenta; la naturaleza sola provoca estas oscilaciones. Al encontrar un objeto, estas ondas lo estiran y lo comprimen de manera alternada en direcciones perpendiculares. “Si pasaran a través de nosotros, nos harían altos y flacos, gordos y bajos, una y otra vez”, comentó Alcubierre.
Las estimaciones de estas ondas (producidas por eventos violentos como supernovas o colisiones de estrellas de neutrones en galaxias cercanas) implican que, al llegar a la Tierra, un círculo de partículas de un metro de diámetro cambiaría su longitud en la millonésima parte del tamaño de un protón: es por esta razón que son muy difíciles de medir.
“La verdadera ‘música de las esferas’ son las ondas gravitacionales, cuya frecuencia está en el rango auditivo humano, las podemos escuchar”, aseguró el físico, “a partir de esta primera detección estamos escuchando al universo”.
De manera indirecta, las ondas gravitacionales fueron detectadas en 1974. Jocelyn Bell, astrofísica británica, descubrió en 1967 que la energía no llegaba de manera continua sino en pulsos. Antony Hewish, su tutor de tesis, desarrolla y amplia este descubrimiento junto a Martin Ryle, logrando la detección del primer pulsar binario y un controversial premio Nobel, al no incluir a Bell en el trabajo.
“Los pulsares han dado, por lo menos, dos premios Nobel de física”, indicó Luis Felipe Rodríguez Jorge, que compartió imágenes y audios de algunos pulsares que se han registrado; algunos de ellos, a más de 21 mil años luz, con más de 1000 vueltas por segundo y una masa más grande que la del sol. Originados por explosiones de supernovas, los pulsares han jugado un papel muy importante para el estudio y la detección de las ondas gravitacionales: “a los pulsares, naturalmente distribuidos en la galaxia, se les puede medir la velocidad y una onda muy larga”, apuntó Rodríguez Jorge, “el tamaño de onda es importante porque puede determinar lo que la produjo y qué tipo de aparato necesitamos construir para detectarla”.
El miembro de El Colegio Nacional también refirió que los pulsares, que tienen un intenso campo magnético que implican una gran radiación electromagnética, pueden vivir en pareja; en este sistema binario los pulsares se van acercando, perdiendo energía y produciendo ondas gravitacionales, que no se pueden ver ni detectar pero sí demostrar que afectan la órbita. “Poco a poco se abandona la idea de vida extraterrestre por el descubrimiento de estos objetos”, añadió el astrónomo.
Gabriela González, de la Universidad Estatal de Luisiana, compartió su experiencia como integrante del proyecto LIGO con el público. “Nuestro sueño por mucho tiempo fue medir las ondas gravitacionales antes del centenario del primer artículo sobre estas ondas, el de Einstein. Terminamos haciendo el descubrimiento unos meses antes de este centenario, del primer paper sobre la Teoría de la Relatividad”, explicó.
La primera onda gravitacional se detectó el 14 de septiembre del 2015; con una duración de 0.2 segundos, la señal fue detectada en el observatorio de Livingstone 7 milisegundos antes que en el Hanford. El observatorio GEO600, ubicado en Alemania, no fue lo suficientemente sensible para detectarla. Unas semanas después, el 26 de diciembre, la segunda onda fue detectada. Ambas ondas gravitacionales fueron producidas por la fusión de dos agujeros negros.
En el proyecto para detectar ondas gravitacionales, además de LIGO y GEO600, participa el observatorio VIRGO, localizado en Italia. También participará el detector subterráneo KAGRA, que actualmente se construye en Japón. “Nuestro objetivo no era detectar ondas sino probar que podríamos construir estos detectores, analizar datos, tener resultados científicos y desarrollar más tecnología para construir una nueva generación de detectores”, detalló la investigadora argentina, “por ahí tuvimos suerte”.
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