Gabriela González: oír la partitura del cosmos
Una física argentina avanza en el estudio de las ondas gravitacionales, conocidas también como la “música del universo”
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PARA LA NACIONMartín De Ambrosio
“Los sonidos del cosmos” podría ser el nombre de la banda que acompañe a un cantante popular o incluso una colección de música étnica. Pero el universo mismo, el conjunto de todo, tiene una resonancia propia, una partitura que no siempre se puede interpretar, y para la que hay que tener un oído muy fino. O, más bien, unas máquinas finísimas (y muy caras) para detectar sus particulares movimientos.
Por ese esquivo lado anda el trabajo de miles de científicos de todo el mundo -sobre todo astrofísicos, pero no solo- que buscan entender qué significa todo esto. El paraguas, el marco, es la maquinaria teórica que prodigó Albert Einstein y cuyos resultados en la práctica científica aún se corroboran más de un siglo después, incluso en aspectos –como el de las ondas gravitacionales- que el propio genio alemán no creía que se pudieran contrastar empíricamente.
Esa es la historia que cuenta un grupo de científicos argentinos en La música del universo. Qué son las ondas gravitacionales y por qué cambiaron nuestra forma de entender el cosmos (Siglo XXI), un pequeño pero detalladísimo compendio acerca de un descubrimiento que sacudió al mundo un lustro atrás y que hizo que al menos una de sus autoras, Gabriela González, fuera reconocida en la calle y por trabajadores de supermercado, según contó a La Nación. “Hay un interés general por entender el universo. No solo por parte de los científicos. Es algo que fascina a todo el mundo y por eso sale en los diarios, y la gente quiere saber, ver las fotos, y conocer a los científicos que lo hacen aunque no se entiendan los detalles. Todos queremos saber dónde vivimos”, dijo.
A González le tocó estar al frente del anuncio universal en 2016: una colisión de dos agujeros negros hace mil cuatrocientos millones de años provocó una serie de ondas que fueron detectadas en los dos aparatos construidos en los Estados Unidos (bien separados para detectarte mejor; uno en Hanford, estado de Washington, y el otro a 3000 kilómetros en Livingston, Louisiana). González sigue trabajando en LIGO (siglas de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) y espera que sea su tema de investigación hasta que se jubile, de acá a varios años. “No lo esperábamos. Pensábamos que nos iba a tomar un par de años más como mínimo. La única apuesta segura era la colisión de estrellas de neutrones, pero la primera la vimos en 2017 y sólo hemos visto tres hasta ahora. Algunas teorías decían que no había nunca dos agujeros negros juntos; otros que sí, que habría un montón. Y sí parece que hay muchos por lo que vemos”, dijo en esta entrevista vía Zoom con La Nación la cordobesa que extraña su tierra, pero que no toma fernet, y que lee con devoción las novelas de Cristina Bajo y otras ficciones sobre temas africanos y acerca de la segregación que sufren los hijos de ese continente.
-¿Por qué las teorías de Einstein siguen dando frutos?
Lo impresionante es que esto de las ondas gravitacionales son resultados de predicciones de una teoría publicada en 1915. Pero hubo otras predicciones que a él no le gustaban. Por ejemplo, una solución de su teoría eran los agujeros negros y él pensaba que no existían en la naturaleza. Se descubrió que existían después que murió, a través de los rayos X. También su teoría predecía que el universo se expandía, pero en el momento en que lo publicó no había observaciones de la expansión del universo, se pensaba que era estático. Y después se descubrió que sí; Einstein había cambiado su teoría para adaptarla y tuvo que volver atrás. Respecto de las ondas gravitacionales, la discusión era teórica, recién en los años sesenta se pensó que se podían medir. Hasta entonces se discutía si era un fenómeno físico o un artefacto matemático de la teoría. Hasta que la comunidad se puso de acuerdo en que existen y transmiten energía, aunque muy débil.
-Pero volvamos atrás: ¿qué son las ondas gravitacionales, y cómo se diferencian de la gravedad?
La fuerza de gravedad así como la conocemos, con la ley de Newton, y las ondas gravitacionales son dos consecuencias de Einstein que acopla masas y movimiento de masas con el espacio-tiempo. La teoría de Einstein explica la gravedad de Newton, no con una fuerza instantánea, sino como una curva del espacio tiempo. La Tierra da vueltas alrededor del Sol no porque haya una fuerza instantánea de atracción sino porque la Tierra va por el camino más fácil, que es un camino curvo, el espacio-tiempo curvado por el Sol. Las ondas gravitacionales se producen porque cuando tenés masas girando, por ejemplo la Tierra alrededor del Sol, la curvatura del espacio-tiempo también se está moviendo y si el movimiento es ondulatorio, como el movimiento de una estrella alrededor de otra, o un agujero negro alrededor del otro, se producen estas ondas que se trasladan.
-¿Está mal decir que es un efecto de gravedad sobre la gravedad, una sobregravedad?
(Duda) No lo pondría así… Nos gusta subrayar que la teoría de Einstein dice que el espacio-tiempo le dice a las masas como moverse, pero al hacerlo cambian el espacio-tiempo. La gravedad es las masas siguiendo la curvatura, y las ondas gravitacionales son producidas por ese movimiento. Y son muy pequeñas incluso cuando se trata de megamasas, como agujeros negros que colisionan. No tenemos forma de medir las ondas gravitacionales de la Tierra y el Sol con la tecnología actual. Tienen que ser objetos grandes compactados y moviéndose muy rápido. Vos y yo también generamos ondas gravitacionales (ríe), porque no deben ser esferas perfectas, aunque hay cierta discusión al respecto: mi marido, que trabaja en gravedad cuántica, dice que no tenemos tanta energía como para generarlas.
-¿Cómo se enlazan las ondas gravitacionales con la física cuántica?
La física completa, como la entendemos, es cuántica. Tenemos una teoría cuántica de partículas bellísima. Lo que no hay es una teoría completa de la gravedad que incluya lo cuántico. Hay teorías, gente que trabaja en cuerdas, lazos, lo que hace mi marido, pero hasta ahora tienen pocas predicciones experimentales. Quizá en algunas décadas.
-¿Por qué hablan con los otros autores (Lidia Díaz, Mario Díaz y Jorge Pullin) de la “música del universo”?
A mí me gusta esa analogía porque estamos acostumbrados a mirar imágenes del universo, que son producidas por onda electromagnéticas. Las ondas gravitacionales son cualitativamente distintas. Es como agregarle sonido al cine mudo. Es otra manera de percibir y entender el universo. Por supuesto que son complementarias, en las colisiones de estrellas de neutrones se vieron ambas y se entendió bien.
-Es una idea que viene desde hace mucho, ¿verdad?, la idea de la música de las esferas, o de los cuerpos celestes.
La idea era que había una periodicidad en las esferas y se asociaba con la música, con las notas musicales. A mí lo que me gusta de la analogía es que así como las ondas electromagnéticas tienen muchas notas y frecuencias, nuestros instrumentos están dedicados a una banda de frecuencia particular, pero hay ondas producidas por otros sistemas de frecuencia más baja. Es como una orquesta en donde los instrumentos generan distintas notas, y en nuestro caso es similar: necesito experimentos como LIGO para detectarlas. Más adelante otro telescopio espacial detectará las más bajas y se harán observaciones de ondas de radio que vienen de pulsares en la galaxias en frecuencias aún más bajas.
-¿Queda mucho por descubrir?
Hay mucho que no conocemos del universo. Quizá tengamos algunas pistas con estos nuevos experimentos, aunque no están diseñados para eso. Hay materia oscura que no se sabe qué es, que sabemos que existe por la gravedad que genera. Y el universo se está expandiendo y se acelera esa expansión, aunque debería detenerse por la gravedad, pero no es así, sino que se acelera. Hay también una fuente de energía que llamamos “oscura”. Son fenómenos que se observan midiendo el movimiento de las estrellas, supernovas en el espacio. Quizá aparezcan pistas.
-¿Y habrá sorpresas?
Una sorpresa sería descubrir una onda que no está explicada por un sistema binario o una explosión. Buscamos ondas estocásticas que están todo el tiempo, sinusoidales, generadas por estrellas rotantes en nuestra galaxia, un pulsar o neutrones que no sabíamos que existían. Y ya fue una sorpresa haber encontrado estrellas de neutrones de menos masa de la imaginada… Me gustaría detectar una onda que proviniera de otra fuente desconocida, eso sería una sorpresa.
-¿Por qué y cómo se financian proyectos tan caros como este LIGO, del orden de los miles de millones de dólares? No sólo estos de las ondas gravitacionales, sino el LHC (o máquina del Big bang) de Ginebra que encontró la partícula llamada bosón de Higgs, o las investigaciones de la propia NASA.
Está alimentado todo por la curiosidad humana. Hay científicos dedicados a esto porque somos curiosos, queremos saber de qué está hecho el universo. Los gobiernos invierten porque se ha demostrado que la tecnología que se desarrolla ahora está basada en principios de ciencia básica de hace décadas que no se pensaba que podrían aplicarse. La tecnología láser por ejemplo, se dijo que era imposible de aplicar y era una solución sin problema; y ahora se usa para medicina, comunicaciones y demás. La misma teoría de Einstein que explica cómo se mueven las masas en el universo y que la luz viaja en línea recta... ¿Para qué servirá? Bueno, ahora se usa por ejemplo para los GPS porque la curvatura de la Tierra produce en el espacio-tiempo una desincronización entre los relojes en la Tierra y en los satélites. La teoría de Einstein se aplica en GPS, pero nadie hubiera pensado que servía para nada.
-¿Y cómo se comunican estas cosas tan complejas precisamente en un mundo en el que hay grupos que hasta descreen de vacunas o de la forma de la Tierra? Llega un momento en que son cosas indistinguibles de la magia, como decía el escritor Arthur C. Clarke.
Yo no estoy de acuerdo con eso. A veces, uno piensa en ejemplos de antivacunas o anticiencia, pero yo doy muchas charlas públicas y están siempre llenas. Están interesados y no son científicos, son trabajadores de todo tipo. Me gusta hablar, te darás cuenta (ríe), y hablo con todos. Cuando salió este descubrimiento hablaba con cajeras de supermercados, todos muy interesados. Hay un interés general por entender el universo. No solo de los científicos. Fascina a todo el mundo y por eso sale en los diarios, y la gente quiere saber, ver las fotos. Todos queremos saber dónde vivimos.
-¿Cómo seguirá esta investigación en el futuro?
Somos alrededor de 1400 los miembros de la colaboración LIGO, y su par VIRGO tiene otros 400 miembros en Europa y trabajamos todos juntos. La mayoría en el análisis de datos, pero también mucha gente desarrollando tecnología para detectores futuros. Ya tenemos conceptos para detectores de tercera generación en lugares nuevos. La idea es hacerlos más grandes, para que sean más sensibles. Es un trabajo de toda la humanidad.
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