¿Qué son las ondas gravitacionales y por qué nos importan tanto?

Las ondas gravitacionales han causado más de un revuelo estos últimos días. ¿Qué está ocurriendo en el mundo de la física teórica? O mejor aún, ¿qué tienen de especial para que sean tan buscados?

La comunidad científica vivía hace muy poco un auténtico revuelo: un desafortunado tweet ponía al mundo sobre alerta: ¿acaso hemos descubierto al fin la existencia de las ondas gravitacionales? Parece ser que no. Una fuente asociada al proyecto LIGO confirmaba para Hipertextual que todavía no hemos alcanzado ese punto. Pero la excitación todavía sigue en el aire. Hay quien anda todavía despistado. Mientras tanto, la sonda Pathfinder de la ESA acaba de encender su láser. Y todo esto no hace más que alimentar la vorágine en torno a las ondas gravitacionales. Pero, ¿por qué le damos tanta importancia? ¿Qué son, al fin y al cabo?

El universo gravitatorio

Imaginemos un estanque de agua, tranquilo. Si metemos la mano con cuidado crearemos una serie de ondas. Si movemos la mano a través del agua, estas ondas se irán generando a medida que la desplazamos por la superficie, ¿verdad? Bien, pues según la teoría de la relatividad general, propuesta por Einstein a principios del siglo XX, la masa se comporta de una manera similar en el espacio. Cuando algo con masa, como un sol, un planeta o, incluso, nuestro cuerpo se desplaza a través del espacio, lo deforma, tal y como hace la mano en el agua, generando ondas en el espacio-tiempo. Esto, grosso modo, son las ondas gravitacionales.

Según estos mismos principios, la gravedad se manifiesta debido a la deformación del espacio (y el tiempo) de una forma similar a un peso sobre una tela. Si colocamos una masa, el espacio se deforma y hace "caer" otros objetos en su deformación. Cuanto más tenue la masa, más suave es la deformación. Así, también serán más efímeras las ondas gravitacionales que crea al desplazarse a través del espacio. Solo los cuerpos de enorme masa, como las estrellas de neutrones o los agujeros negros, crearían unas ondas gravitacionales dignas de ser detectadas.

Detectando lo indetectable

Aún así, detectar ondas gravitacionales es una tarea increíblemente difícil. Existen varios experimentos trabajando arduamente en ello ahora mismo. El pasado diciembre de 2015 se lanzaba al espacio el LISA Pathfinder de la ESA. Esta sonda espacial tratará de detectar estas pequeñas perturbaciones del espacio-tiempo desde el conocido como punto Lagrange L1, un lugar situado entre la Tierra y el Sol. Desde allí podrá eliminar el máximo de ruido posible para detectar algo tan tenue. Y es que la fuerza equivalente al peso de una bacteria sería capaz de arruinar por completo la medición. Este mismo problema lo tienen en Tierra los encargados de trabajar con el experimento LIGO. Este lleva ya una década escudriñando distancias infinitesimales en busca de las ondas gravitacionales. Por ahora no ha encontrado nada.

ESA (Wikimedia)

Sin embargo, recientemente se actualizó el proyecto, creando el Advanced LIGO. El instrumental completo no estará listo hasta 2020, pero mientras tanto los equipos están ya trabajando en busca de los parámetros que nos indiquen "el mejor camino" para detectar las escurridizas ondas. Y es que hasta el momento, el LIGO podría no haber detectado nada debido al "ruido" que crea cualquier cosa a nuestro alrededor. Al fin y al cabo, una onda que modifica el espacio en fracciones más pequeñas que un átomo (unas 10.000 veces más pequeñas, de hecho) no es nada fácil de detectar. Cualquier movimiento como un golpe de maquinaria, un terremoto o, incluso, el tráfico externo es capaz de perturbar la medición.

Advanced LIGO (MIT)

Pero además del LIGO y el LISA Pathfinder, otros experimentos llevan ya tiempo tratando de confirmar lo que Einstein predijo en su formulación. El NANOGrav busca las ondas gravitacionales a través de los estallidos de ondas de radio producidos por las estrellas de neutrones. En realidad, desde que en 1973 se detectaron de forma indirecta, son muchos los experimentos que buscan las ondas gravitacionales, a propósito o no. En ocasiones no es por el interés que tienen en sí mismas sino por otra investigación relacionada con ellas. Pero, ¿por qué, para qué pueden servir?

La utilidad de las ondas gravitacionales

Tal vez esta sea el quid de la cuestión más difícil de resolver para los que no sean físicos. ¿Para qué nos puede servir encontrar algo que es tan difícil de detectar? En primer lugar, para resolver algunas de las cuestiones fundamentales de nuestra existencia: ¿cómo empezó todo? El Big Bang, ese evento hipotético que hizo que el universo se encendiera, tuvo que dejar un eco en forma de ondas gravitacionales. Detectarlas y escucharlas nos dará, probablemente, una información muy preciada sobre cómo empezó todo. Por otro lado, comprender cómo funcionan y cómo se detectan nos permitirá construir un instrumental más preciso y mejor. Nos permitirá también emplear nuevas técnicas para desvelar nuevas respuestas sobre el universo.

Las ondas gravitacionales nos permitirán saber hasta qué punto estamos en el camino correcto de una teoría física coherente con la realidadTambién podría ayudarnos en nuestra carrera espacial. Y por supuesto, nos ayudará a comprender mejor algunos de los objetos más misteriosos del universo, como son los agujeros negros. O las estrellas de neutrones. Incluso las Supernovas. Por último, y tal vez más importante, nos permitirá saber hasta qué punto estamos en el camino correcto de una teoría física coherente con la realidad. Detectar (o no) las ondas gravitacionales nos permitirá saber si estamos en lo cierto o si hay que revisar algunas de las partes fundamentales de lo que hoy por hoy entendemos que es la física.

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