Ondas gravitacionales

 

¡El universo está lleno de cosas increíbles! En los últimos siglos los científicos han detectado luz de los confines más distantes del universo usando telescopios desde la Tierra y desde el espacio: han visto desde fusiones de galaxias al nacimiento y la muerte de estrellas. Sin embargo, las técnicas tradicionales solamente permiten ‘arrojar luz’ sobre una parte del universo. Muchas de las cosas más interesantes, como los agujeros negros, son invisibles para los telescopios ópticos. Necesitamos abrir una nueva ventana, usando ondas gravitacionales en lugar de ondas de luz. Gracias a ellas, no sólo seremos capaces de observar algunos de los objetos más exóticos del universo, ¡también seremos capaz de explorar la naturaleza misma del espacio y el tiempo! Así es como lo haremos:

La gravedad puede describirse como la curvatura del espacio-tiempo

La gravedad puede describirse como la curvatura del espacio-tiempo.

Imagínate que el espacio-tiempo es como una gigantesca cama elástica. Si ponemos un objeto masivo (como una estrella) encima, la cama (y por lo tanto el espacio-tiempo) se dobla y curva, y cualquier cosa que se coloque cerca se acelerará y caerá hacia el objeto masivo.

Gracias a Einstein sabemos que la gravedad funciona de forma muy parecida. Cuando sentimos la fuerza de la gravedad acelerándonos hacia la tierra, en realidad ¡estamos viajando a lo largo de curvas en el espacio y tiempo!

Si colocáramos dos agujeros negros lo suficientemente cerca el uno del otro, cada uno se aceleraría hacia el otro; comenzarían a dar vueltas en espiral uno en torno al otro hasta que finalmente colisionarían espectacularmente y se fusionarían. Durante este proceso el espacio que ocupan se distorsiona y estas distorsiones se progagan a la velocidad de la luz por todo el universo. Este fenómeno es lo que normalmente conocemos como ondas, excepto que en este caso se trata de ondas de gravedad.

Entonces, ¿qué es lo que hacen estas ondas gravitacionales? La forma más sencilla de describir su efecto es que "estiran" y "aplastan" el espacio mientras viajan por él, o en otras palabras, cambian las distancias entre objetos.

Una onda gravitacional estirando y aplastando una manzana.

Una onda gravitacional estirando y aplastando una manzana. Créditos de la imagen: Paul Fulda

Entre las fuentes más prometedoras de ondas gravitacionales están los agujeros negros en colisión. Sin embargo, incluso aunque son una fuente muy potente de ondas gravitacionales, solamente causan diferencias de tamaño diminutas. Por ejemplo, una regla de 1 m experimentaría un estiramiento y un aplastamiento de sólo 10 -22 m (ó 0.0000000000000000000001 m). Por eso necesitamos instrumentos muy, muy precisos para detectar este efecto.