Washington, 12 feb (dpa) – Científicos del observatorio estadounidense LIGO comprobaron directamente la existencia de las ondas gravitacionales predichas por Albert Einstein hace un siglo, según anunciaron este jueves en Washington.
Dichas ondas se producen cuando las masas se aceleran y comprimen y estiran el espacio. Se propagan en el vacío a la velocidad de la luz y distorsionan el espacio-tiempo, de forma parecida a las ondas que produce una piedra que se lanza al agua.
Lo que el observatorio LIGO consiguió fue captar la huella de la fusión de dos agujeros negros. Esta prueba confirma la existencia de las ondas gravitacionales, la última gran predicción de la teoría de la relatividad general de Einstein que aun quedaba por constatar de forma directa. Y además supone el inicio de una nueva era en la astronomía, afirmaron los investigadores.
«Hace 400 años, Galileo dirigió un telescopio hacia el cielo. Creo que hoy hacemos algo igualmente importante. Abrimos una nueva era», dijo el director de LIGO, David Reitze, durante la presentación a la prensa.
Los astrónomos pueden usar las ondas gravitacionales como mensajeros desde el espacio con lo que esperan lograr descubrimientos completamente nuevos en el espacio, señaló.
«Hemos construido un nuevo tipo de telescopio y logramos abrir un campo totalmente nuevo», afirmó el padre fundador del sistema LIGO, el profesor Rainer Weiss, del Instituto de Tecnología de Massachusetts. Por primera vez se han podido observar directamente agujeros negros, destacó la profesora Alessandra Buonanno, directora de Física Gravitacional en el Instituto Max Planck de Potsdam, Alemania.
Por lo general las ondas gravitacionales son tan débiles que Einstein no creía que pudiesen medirse. Aun así, los físicos intentaban desde hace 50 años encontrar una prueba directa de su existencia, aunque todos los hallazgos reportados hasta ahora habían resultado inconsistentes.
Sin embargo, apenas se dudaba de su existencia. En 1974 los astrónomos estadounidenses Russell Alan Hulse y Joseph Taylor descubrieron un sistema binario compuesto por dos estrellas de neutrones que orbitan una muy cerca de la otra. Su periodo de revolución se reduce lentamente, lo que se explica con la pérdida de energía a través de las ondas gravitacionales. Ambos investigadores recibieron el Premio Nobel de Física en 1993 por esta demostración indirecta.
Cientos de científicos en más de 40 instituciones de todo el mundo cientos participan del Interferómetro Láser Observatorio de ondas gravitatorias (LIGO).
La primera comprobación directa se ha conseguido ahora en los observatorios LIGO de Livingston y Hanford.
«Hemos observado las cuatro últimas revoluciones de dos agujeros negros antes de que se fusionasen», explica el profesor Bruce Allen, director en el Instituto Max Planck de Física Gravitacional de Potsdam y Hannover. Esta institución alemana participa en la investigación con LIGO y ha contribuido al observatorio con tecnología.
Según Allen, la señal es muy clara y no deja lugar a dudas de que es una comprobación directa de las ondas gravitacionales. Fueron precisamente dos científicos del Instituto Max Planck de Hannover los primeros que detectaron las señales, en horas de la mañana europea, cuando los investigadores estadounidenses aun dormían.
«¡Al principio ambos pensaron que se trataba de una prueba artificial, ya que la señal era demasiado buena! Pero después investigamos y no se había llevado a cabo ninguna prueba», cuenta Allen.
Los análisis realizados durante meses confirmaron la autenticidad de los resultados de las mediciones. Para Allen esta confirmación es uno de los hallazgos más importantes de la física en las últimas décadas.
«La señal parece como sacada de un libro de texto», añade el profesor Karsten Danzmann, también director en el Instituto Max Planck de Física Gravitacional de Hannover. «Parece exactamente una solución a las ecuaciones de campo de Einstein».
Mediante la comparación de la forma y de la intensidad de la señal con las simulaciones de cálculos, los científicos pueden determinar la naturaleza de la fuente que emite las ondas.
Según esos análisis, la fusión observada de los agujeros negros se produjo a unos 1.300 años luz de distancia, en dirección a la constelación Dorado (o Pez Espada), explica Danzmann. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año.
Los dos agujeros negros tenían 29 y 36 veces más masa que nuestro Sol, respectivamente, pero el agujero negro resultante de su fusión es equivalente a solo 62 masas solares. Esto se debe a que las tres masas solares de diferencia fueron irradiadas en forma de energía de ondas gravitacionales, según la equivalencia entre masa y energía establecida por Einstein en su Teoría de la Relatividad.
LIGO ha sido capaz de medir estas vibraciones del espacio-tiempo con ayuda de dos brazos de cuatro kilómetros de longitud colocados en forma perpendicular en los que se pueden observar al detalle gracias a un sistema láser. Si se detecta una onda gravitacional, los brazos del LIGO se comprimen y estiran de forma diferente.
Los agujeros negros fusionados comprimieron la instalación tan sólo una milésima del grosor del núcleo de un átomo de hidrógeno, suficiente como para que el detector funcionase.
Este descubrimiento también demuestra la existencia de sistemas de dos agujeros negros, destaca la profesora Buonanno desde Potsdam. «Siempre confiamos en la existencia de esos sistemas, pero los dobles agujeros negros sólo se pueden demostrar a partir de las ondas gravitacionales, ya que no emiten luz ni radiación electromagnética», explica.
Para Buonanno, la medición directa de ondas gravitacionales supone una nueva herramienta fundamental para la investigación del Universo. «Con ella comienza con seguridad una nueva era de la física y la astronomía».