Hoxe, 11-2-2016, confírmase a existencia de ondas gravitacionais. Un interesante achado para a cosmoloxía que nos permitirá coñecer o que sucedía no Universo instantes despois do Big-Bang. Chegan a nós estas ondas procedentes da fusión de dous buracos negros supermasivos (29 e 36 veces respectivamente a masa do noso Sol) que tivo lugar hai 1300 millóns de anos e que xerou un novo buraco de 62 veces a masa do noso Sol. Esta colisión produciu unha enerxía equivalente a 3 masas solares, segundo a ecuación de Einstein, E=mc2. E esta enerxía propagouse polo espazo en forma de ondas gravitacionais que, 1300 anos despois, foron detectadas no LIGO (Observatorio de Interferometría LÁSER de Ondas Gravitacionais, con dúas sedes situadas en Estados Unidos).
A interferometría LÁSER permite detectar a perturbación que a presenza dunha destas ondas pode xerar na lonxitude dun túnel polo que circula un feixe de luz LÁSER. A técnica consiste nun feixe LÁSER que é dividido en dous camiños perpendiculares entre sí (dous túneles en forma de L de brazos iguais de 4km de lonxitude). Ao chegar ao final do brazo, cada LÁSER rebota contra un espello e volve.
Detéctase a suma dos sinais procedentes da luz de retorno nos dous brazos. Cando unha onda gravitacional está presente, produce a contracción dun dos brazos, así que a luz procedente dos dous brazos non chega ao detector ao mesmo tempo, e isto produce un sinal diferente no detector, pois os feixes de luz interfiren de xeito distinto. Este sinal é o testigo de que, efectivamente, cambiou a lonxitude dun dos camiños.
Tal como prediciu Einstein no ano 1916 (hai 100 anos!) , unha onda gravitacional perturba o espazo-tempo, así que pode modificar a lonxitude dos túneles polos que circulan os feixes LÁSER. Sabede que esta modificación que a onda gravitacional produce na lonxitude do túnel de 4km é do tamaño da dezmilésima parte do diámetro do núcleo atómico (algo así como o tamaño dun balón de fútbol comparado co da Vía Láctea), pero o detector do LIGO é a ferramenta máis sensible do mundo. A tecnoloxía de última xeración implicada neste detector é impresionante.
Einstein falaba dunha única dimensión espazo-tempo, e dicía que os obxectos con masa a deforman ao seu paso, como unha bola deforma unha tela elástica. Esta é a orixe do que coñecemos como forza gravitatoria, e xa sabemos que provoca un efecto sobre a traxectoria dos outros obxectos que se atopan nas proximidades desa masa como, por exemplo, as órbitas dos planetas arredor do Sol, ou a mazá que cae sobre a Terra. A gravidade curva o espazo que rodea á Terra e, por iso, empúxanos cara a ela. Pensa que se eu caio cara á Terra sen que ninguén me empuxe, estou percorrendo cada vez máis espazo no mesmo tempo. Pero iso non pode ser, porque ninguén me empuxa, así que debe de ser que o espazo a percorrer é maior (curvouse o espazo!) ou, dito doutro xeito, que o tempo pasa máis despacio e eu consigo percorrer máis metros no mesmo tempo (olla esta simulación).
Esta transformación do espazo-tempo tamén fíxose patente no acortamento da lonxitude do túnel do LIGO a causa da presenza da onda gravitacional procedente da colisión dos buracos negros. (Máis abaixo podedes ver algún vídeo que explica un pouco máis a distorsión do espazo-tempo segundo a Teoría de Einstein, que non soamente sucede a causa das ondas gravitacionais senon tamén a altas velocidades, próximas á da luz).
Einstein xa predixera a existencia das ondas gravitacionais dentro da súa Teoría Xeral da Relatividade. A cantidade de materia implicada na colisión entre buracos negros produce unha pérdida de masa que se converte nunha altísima cantidade de enerxía (E=mc2), enerxía que despois se propagaría polo Universo en forma de ondas gravitacionais. Estas ondas deformarían o espazo-tempo ao seu paso. Por fin podemos dicir que xa foron detectadas cos interferómetros do LIGO.
Ata agora, analizábamos a Universo a partir das ondas electromagnéticas (luz de diferentes lonxitudes de onda) que nos chegaban:
Pero este descubrimento abre un importantísimo camiño ao campo da astronomía e a cosmoloxía, pois agora xa podemos engadir unha nova ferramenta de análise do Universo, que é o estudo das ondas gravitacionais, cuxo comportamento parece semellante ao das ondas de son. Agora seremos quen de analizar obxectos distantes que non se poden ver con luz, como os buracos negros, e analizar eventos que non soamente xeran luz, senon tamén ondas gravitacionais.
Á parte de LIGO, este ano comezará a funcionar unha versión mellorada doutro gran observatorio de ondas gravitatorias en Europa: VIRGO. Ademais, tamén lanzouse o LISA Pathfinder, unha misión de demostración para un futuro observatorio espacial deste tipo de fenómenos.
