El pasado jueves 11 de febrero se dio a
conocer en medio de un gran revuelo que el Observatorio de Interferometría
Laser de Ondas Gravitacionales (LIGO) confirmaba la detección por primera vez
de “ondas gravitacionales”, muchos argumentan que es el descubrimiento del
siglo, podría ser, pero eso lo dejaremos a su consideración.
Hace más de 100 años,
en 1915, Albert Einstein publicó su teoría general de la relatividad, la cual
cambió en su momento toda la perspectiva de la física y permitió entender mucho
mejor el Universo y su funcionamiento. Él menciona, entre muchas otras cosas,
que todo lo existente se encuentra dentro de una especie de membrana o gelatina
en la que el espacio y el tiempo son el reflejo de una misma cosa; asimismo, en
esta membrana los cuerpos de dimensiones muy grandes como las estrellas,
agujeros negros, entre otros, modifican este espacio, lo cual llamamos “curvatura
del espacio tiempo”. Esto tiene grandes implicaciones en la gravedad y en cómo
funciona nuestro universo, el Sol curva el espacio-tiempo, y de esta manera
todo lo que llamamos sistema solar se ve afectado por esta deformación, y por
eso giramos alrededor del Sol, al igual que la Tierra curva el espacio-tiempo a
su alrededor en el cual la Luna cubre su trayectoria cada 24 horas.
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| La tierra también deforma el espacio tiempo |
Pero entonces ¿qué son
las ondas gravitacionales? Einstein predijo hace 100 años que tendrían que
existir. Un ejemplo es que si dejamos caer una piedra (puede ser cualquier otro
objeto) en una tina de agua, la piedra provocará ciertas ondas que irían del
punto de la caída hacia las orillas de la tina, modificando la forma del agua a
su paso. Al igual que en el agua, los cuerpos del universo generan este tipo de
ondas en la llamada “membrana espacio-tiempo”, de tal manera que si aventamos
una piedra pequeña a la tina, las ondas acabarán rápido y serán pequeñas; si
aventamos una piedra grande, las ondas durarán mucho más tiempo y serán de
mayor amplitud. En el universo a grandes escalas sucede lo mismo, los cuerpos
colosales, como agujeros negros en los centros de las galaxias, emiten este
tipo de ondas de forma mucho más potente que como lo hace en nuestro sistema
solar el Sol. A partir de aquí es donde surgen dos preguntas muy interesantes:
la primera, ¿cómo es que se encontraron estas ondas?; y la segunda, ¿qué
relevancia tiene esto en la ciencia y en mi vida? Pues bien respondamos a la
primera.
Pero entonces ¿qué son
las ondas gravitacionales? Einstein predijo hace 100 años que tendrían que
existir. Un ejemplo es que si dejamos caer una piedra (puede ser cualquier otro
objeto) en una tina de agua, la piedra provocará ciertas ondas que irían del
punto de la caída hacia las orillas de la tina, modificando la forma del agua a
su paso. Al igual que en el agua, los cuerpos del universo generan este tipo de
ondas en la llamada “membrana espacio-tiempo”, de tal manera que si aventamos
una piedra pequeña a la tina, las ondas acabarán rápido y serán pequeñas; si
aventamos una piedra grande, las ondas durarán mucho más tiempo y serán de
mayor amplitud. En el universo a grandes escalas sucede lo mismo, los cuerpos
colosales, como agujeros negros en los centros de las galaxias, emiten este
tipo de ondas de forma mucho más potente que como lo hace en nuestro sistema
solar el Sol. A partir de aquí es donde surgen dos preguntas muy interesantes:
la primera, ¿cómo es que se encontraron estas ondas?; y la segunda, ¿qué
relevancia tiene esto en la ciencia y en mi vida? Pues bien respondamos a la
primera.
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| Diagrama del funcionamiento de LIGO |
LIGO es un interferómetro, es decir, un dispositivo que
utiliza la interferencia de luz láser para hacer mediciones de altísima
precisión. Un haz de luz láser se divide en dos viajando en direcciones
opuestas, cada uno de estos viaja en un tubo de 4Km de largo colocados en forma
de “L”, estos “rayos” de luz se reencuentran en un detector en donde se puede
medir un “patrón de interferencia” especifico. Las ondas gravitacionales viajan
a la velocidad de la luz y a su paso van deformando el espacio –tiempo, es entonces
gracias a la forma de “L” que cuando una onda gravitacional pasa, deforma
primero uno de los brazos y provocará una variación en las mediciones del
“Patrón de interferencia” confirmando el paso de una onda gravitacional.
El LIGO tiene la
capacidad de detectar deformaciones en sus brazos mucho más pequeñas que el
diámetro de un Protón, además de eso, se tuvo la excelente señal proveniente
del choque de dos agujeros negros girando alrededor de su centro de gravedad,
permitiendo así también confirmar la existencia de sistemas binarios de agujeros
negros. Respecto a la segunda
pregunta, ¿qué relevancia tiene esto en la ciencia y en mi vida? La teoría de
la relatividad de Einstein tiene muchas aplicaciones, pero tal vez la más fácil
de asimilar es el GPS, la localización satelital es sumamente utilizada en
nuestra vida diaria, tanto en situaciones normales y sencillas como ubicar una
dirección, o en situaciones más complejas como su uso en los pilotos
automáticos de los aviones, por ello la importancia de su exactitud. La
relatividad de Einstein tiene gran importancia en esto, ya que al momento de
hacer las triangulaciones necesarias para localizar un objeto, se deben tomar
aspectos relativistas para no tener errores que incluso podrían llegar a ser
fatales.
La confirmación de las
ondas gravitacionales quiere decir que la teoría de la relatividad está en lo
cierto, y que vamos por buen camino, lo que seguramente a mediano plazo
permitirá el desarrollo de nuevas tecnologías de la información que facilitarán
y nos darán nuevas herramientas en nuestra vida diaria, pero lo más importante
es que tenemos una nueva manera de explorar el universo. A lo largo de nuestra
vida sólo habíamos podido explorar el universo, primero por medio de la luz y
después por medio emisiones de radio; estas dos son pertenecientes al mismo
campo del electromagnetismo, ahora podremos observar el universo de una manera
distinta. Algunos científicos comentan que es como si antes solo pudiéramos
“ver” el universo y ahora es como si lo pudiéramos también “escuchar”, aunque
en mi particular modo de entender este descubrimiento, creo que podría ser más
interesante decir que ahora podremos “sentir” el universo.
Lo anterior abre un
mundo nuevo de posibilidades y crea nuevos retos para todos los científicos del
mundo, por si fuera poco, vale mucho la pena comentar la participación en este
descubrimiento de un científico mexicano de nombre Guillermo Adrián Valdés
Sánchez, quien es becario del CONACyT.
Las ondas
gravitacionales son un gran hallazgo que, entre otras cosas, no hace más que
recordarnos la grandeza de la mente de Albert Einstein, ustedes que opinan, ¿será
el descubrimiento del siglo?
Lic. Angel Fabian Estrada NavarroDivulgador científico y Comunicólogo por la Universidad Autónoma de Aguascalientes
Para mayor información: http://www.ligo.org/sp/science/outreach.php
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| Fotografía aérea del LIGO en hanford |
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