Premio Nobel para los arquitectos de LIGO, que permitió detectar ondas gravitacionales

El 14 de septiembre de 2015, a las 5.51 de la madrugada (hora de verano del este de los Estados Unidos), detectores gemelos ubicados a 3000 kilómetros de distancia escucharon, con siete milisegundos de diferencia, un murmullo surgido a 1300 millones de años luz de distancia cuando dos agujeros negros se fusionaron en un abrazo salvaje.

Ese latido sordo probó, a un siglo de que fueron previstas teóricamente por Albert Einstein en su teoría de la relatividad general, la existencia de ondulaciones en la trama del espacio-tiempo, llamadas "ondas gravitacionales". El evento había sido tan elusivo durante décadas que los científicos que participaban en el experimento, llamado Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) tardaron cinco meses en confirmar que ese murmullo era efectivamente la prueba que estaban buscando.

Ayer, la Academia Sueca de Ciencias les otorgó el Premio Nobel de Física 2017 a Rainer Weiss, profesor del Massachusetts Institute of Technology (MIT); Kip Thorne, y Barry Barish, ambos del California Institute of Technology (Caltech), los arquitectos de LIGO. Ronald Drever, científico escocés que cofundó el proyecto, murió hace algunos meses.

LIGO es una colaboración en la que trabajan más de 1000 científicos de 15 países, varios de ellos argentinos, como la cordobesa Gabriela González, vocera cuando se dio a conocer el hallazgo, y Mario Díaz, director del Centro para la Astronomía de Ondas Gravitacionales de la Universidad de Texas.

El anuncio de ese primer hito hizo historia. "Esta detección es el comienzo de una era: la de la astronomía de ondas gravitacionales", dijo González a la prensa.

"Ray Weiss y Kip Thorne empezaron a trabajar en esto en los años setenta -cuenta Díaz, que está circunstancialmente en Buenos Aires dando un curso de dos meses en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA-. En esa época, estaban intentando detectarlas con unas barras resonantes de una tonelada de aluminio (con la misma idea de que si una soprano canta en la frecuencia adecuada, puede romper una copa de vidrio), pero se dieron cuenta de que no iba a funcionar. Weiss hizo las primeras cuentas que mostraban que se podían usar láseres, y Drever, un físico escocés muy simpático y bonachón, desarrolló una técnica que permitió aumentar la potencia luminosa para detectar estos fenómenos. Entonces, Thorne, que había estudiado la relatividad general, se encontró con Weiss y planearon cómo medirlos. Entre los tres se lanzaron a trabajar y consiguieron los fondos de la National Science Foundation (NSF). Fue épico. Muchos astrónomos se presentaron a testificar en contra: no lo querían porque había sido propuesto por físicos y serían 1000 millones de dólares durante 40 años. Me acuerdo de que hasta no hace mucho nos veían como un grupo de «loquitos» que no iban a llegar muy lejos", recuerda el científico.

A principios de los 90, sigue Díaz, todo se había puesto un poco caótico. Drever se peleó con Thorne. En 1992, vino a un congreso en la Argentina y al volver se encontró con que le habían cerrado la oficina. "Se «cortó solo» durante mucho tiempo, pero intervino la NSF y trajo a alguien de la física de altas energías -explica-: Barry Barish, que tenía mucha experiencia en la big science. Él creó la colaboración científica LIGO. En el 98 no éramos más de cien."

Generadas por cataclismos cósmicos, las ondas gravitacionales estiran y comprimen el espacio y el tiempo a medida que se propagan por el universo. En palabras de González, son "arrugas en el espacio-tiempo". Para detectarlas, en el interferómetro de LIGO un láser infrarrojo llega a un semiespejo, se divide en dos y cada haz viaja cuatro kilómetros en el vacío, rebota en otro espejo y vuelven a encontrarse. Si las distancias son iguales, se cancelan, pero si son distintas (por efecto de la distorsión que imprime una onda gravitacional), los detectores ven un poco de luz. Esa distorsión es infinitesimal, equivalente al tamaño de un átomo en la distancia de la Tierra al Sol.

"Es un premio merecido, aunque muchos piensan que debería haberse dado a toda la colaboración -comenta Díaz-. Fue un trabajo inmenso, de muchos años y de mucha gente talentosa. Cierra un ciclo, al permitir verificar la teoría. Pero abre otro, el de la astronomía de ondas gravitacionales, y sugiere que la evolución estelar no es como pensábamos."

Entre los eventos que generan ondas gravitacionales están las estrellas de neutrones que giran una alrededor de la otra y también la gran explosión que originó el cosmos, hace 13.000 millones de años. "Una de las cosas más lindas va a ser estudiar el momento mismo del Big Bang. Nos permitirá saber qué forma de inflación está sufriendo el universo", dice Díaz.

Por segundo día consecutivo, el Nobel premia a tres científicos que trabajan en los Estados Unidos. Weiss nació en Berlín en 1932 y llegó a Nueva York en 1939. Thorne nació y creció en Utah, Estados Unidos, se doctoró en la Universidad de Princeton y trabajó con Stephen Hawking. Su tarea no se limita al ámbito de la ciencia académica. Además de escribir libros de popularización de la ciencia, fue uno de los creadores y productores ejecutivos de la película Interestelar. Barish nació en Omaha, Estados Unidos, y estudió en Berkeley.

Hasta ahora, ya se hicieron cuatro detecciones de ondas gravitacionales. La imagen que ofrecen del cosmos está llena de sonido y de furia. "A diferencia de cómo lo concebía Aristóteles, el universo es un lugar muy, muy violento", comenta Díaz.

Lo que hay que saber sobre el avance

El observatorio LIGO se considera un hito científico

¿Qué son las ondas gravitacionales?

Son "arrugas" en el espacio-tiempo que viajan a la velocidad de la luz. Se originan en los eventos más violentos del universo, como la fusión de dos agujeros negros.

¿Quién planteó su existencia?

Las predijo Einstein hace un siglo en su teoría de la relatividad general. Allí plantea que el espacio-tiempo se curva con la gravedad y que objetos con masa muy acelerados cambian esa curvatura y producen ondas gravitacionales.

¿Desde cuándo se buscaban?

Hacía más de 50 años que experimentos en todo el mundo trataban de conseguir una prueba experimental de su existencia.

¿Por qué son tan tenues?

Las ondulaciones del espacio-tiempo se propagan en todas direcciones, viajando a la velocidad de la luz y distorsionando físicamente todo a su paso. Pero cuanto más se alejan más pequeñas se vuelven. Por eso costó tanto detectarlas.

¿Para qué sirven?

Abren una nueva ventana al universo y pueden ofrecer información sobre la evolución estelar y los eventos más extremos; entre ellos, el propio Big Bang.

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