La Relatividad General es la teoría que nos ha enseñado a pensar en el espaciotiempo como algo que se adapta e interactúa con el resto de campos.
La gravedad no es más que la manifestación de la geometría cambiante del espaciotiempo en respuesta a las energías y los flujos de energía que por él discurren.
Una de las consecuencias más salvajes y hermosas de la relatividad general es que en determinados fenómenos se podrían generar ondas gravitacionales. Ondulaciones en el espaciotiempo que se propagan por ahí.
Claro está que cuando una teoría hace una predicción lo que tenemos que intentar es comprobar si ha acertado o no.
Pues bien, llevamos mucho, mucho tiempo intentado cazar una onda gravitacional. No se han dejado fácilmente.
Pero hoy, el 11 de febrero de 2016 se ha anunciado que ya sabemos detectarlas.
Hemos aprendido a descubrir las ondulaciones del espaciotiempo.
Y eso es maravilloso porque nos sitúa en una nueva etapa del estudio del universo. Ya no contamos tan solo, y sin desmerecer, con las ondas electromagnéticas, ahora tenemos a la gravedad dispuesta a contarnos sus secretos. Y eso, amigos y amigas, es una cosa fabulosa.
Las ondas gravitacionales detectadas fueron producidas por dos agujeros negros orbitando entre sí y fundiéndose finalmente. Un fenómeno atroz y violento que se ha expresado de la más sutil de las maneras, ondulando el espaciotiempo a su alrededor. Son esas ondulaciones las que hemos encontrado.
Tenemos los observatorios Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) (observatorio de interferometría láser para ondas gravitacionales), los dos centros principales, Livingston y Hanford, que están en USA y separados 3000km aproximadamente
Lo primero que se recibe fue la señal de Livingston (Luisiana), y es algo así:
¿Cómo interpretamos eso?
Los va y viene de la curva son variaciones en la interferometría láser producidas por el paso de una onda gravitacional.
Y podemos ver dos zonas:
La empieza tranquila (los agujeros negros se acercan orbitándose) y al final, en un breve intervalo de tiempo (mirad la escala temporal de grupo marcado en rojo) del orden de milisegundos, esos agujeros se fusionan…
Luego, el agujero negro resultante vibra un poco y tiende a la tranquilidad.
Esta es una simulación del proceso.
Pero claro, con una única señal es difícil decir algo así de gordo.
Pero tenemos otro detector, el Hanford. Y ahí se vio lo siguiente:
Tenemos la misma estructura que en el caso anterior, lo que confirma la idea de que realmente estamos detectando las ondas gravitacionales de una fusión de agujeros negros. Y además sabemos que el tiempo que tardó la señal en ir de un observatorio al otro nos dice que se propagó a la velocidad de la luz.
¿Cómo sabemos eso de los agujeros negros?
Pues porque tenemos unas hermosas ecuaciones de la relatividad general que cuando se resuelven para ver qué ondas gravitacionales se producirían en ese proceso sale lo siguiente:
En la parte inferior de la imagen lo que se ve es la superposición de los datos observados en el detector, con la línea teórica predicha por la relatividad general, la azul o amarilla clarita.
La superposición es asombrosa.
Cuando se resuelven las ecuaciones de la relatividad general (con la ayuda indispensable de los ordenadores) para dos agujeros negros fusionándose aparecen parámetros como la masa de los agujeros inciales, la masa del agujero final, etc. Esos parámetros controlan la forma de la curva teórica dibujada en la anterior figura. Eso quiere decir, que viendo los resultados observacionales obtenidos por LIGO tenemos podemos saber a qué curva teórica corresponden. Y eso fija los valores de las masas iniciales de los agujeros negros y del agujero negro final, entre otras cosas.
Por eso podemos decir que inicialmente hay dos agujeros de 36 y 29 masas solares respectivamente y que el agujero final tiene una masa de 62 masas solares.
Echemos una cuenta: 36+29=65. ¡Un momento! ¿Cómo 65? Pero si el resultado final del agujero negro resultante solo tiene 62 masa solares cómo es que inicialmente hay 65 en total.
Fantástica pregunta, pero la respuesta es… esa energía se ha perdido en el proceso de fusión en forma de… ONDAS GRAVITACIONALES. Y esas son las que se han detectado, bueno, la parte que han llegado a nosotros.
Y además, se pueden encontrar muchas otras cosas.
Lo que se ha anunciado hoy es que hemos descubierto una nueva forma de “mirar” al universo.
Una forma que nos va a permitir ver dentro de estrellas masivas, ver el espaciotiempo ondulándose, entender los agujeros negros y… el tiempo lo dirá.
Hoy ha sido un gran día, hoy sí, un día histórico
Nos seguimos leyendo…
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