Una nueva vía para conocer el Universo

Fue el 14 de septiembre de 2015, pasados unos segundos de las diez menos diez. No nos dimos cuenta, claro. De entre la multitud de fenómenos físicos que nos perturban diariamente, en ese preciso instante, uno entre la multitud venía de muy lejos (10 elevado a 22 metros, más de 500 veces la distancia a nuestra galaxia vecina Andrómeda). Y duró muy poco, 0.2 segundos.

Codificado en la forma de la onda, esa vibración nos envía el mensaje de dos viejos náufragos fundiéndose en uno. No son cualesquiera. Han de ser dos agujeros negros de masas aproximadamente 36 y 29 veces la masa del Sol uniéndose en uno final de 62 veces la masa del Sol para producir esa señal singular. El lector avispado notará que falta masa en la suma. Toda esa masa perdida en la unión, tres veces la masa del Sol, se emitió entonces en forma de onda gravitacional en una fracción de segundo y de la cual nos llega ahora una pequeña brizna casi imperceptible.

El interés de la comunidad científica por estas ondas no fue inmediato. Hubo que esperar a los años 70

Merece la pena reflexionar sobre la magnitud del esfuerzo que entra en la lista de los grandes logros de la Humanidad. Una de las predicciones de la teoría de la relatividad general de Einstein de 1915, la existencia de ondas gravitaciones, se concibe como detectable en los años 50 con las investigaciones de los físicos teóricos Felix Pirani, Joseph Weber, Richard Feynman y Hermann Bondi.

El interés de la comunidad científica no fue inmediato. Es en los años 70 cuando Rainer Weiss, utilizando la idea original de Pirani, propone el esquema básico de detección que ha llevado al descubrimiento. Ronald Drever, Kip Thorne y muchos otros hicieron contribuciones cruciales para llevar a cabo el experimento.

En una conferencia de prensa ejemplar, la directora de la fundación nacional para la ciencia (NSF) estadounidense, France Córdova, ha reconocido la relevancia de las instituciones pioneras (las universidades MIT y Caltech) y ha destacado las contribuciones cruciales de investigadores de centros británicos, alemanes y australianos en el detector mejorado que ha realizado este descubrimiento. No lo es menos la contribución de la NSF y de todas las instituciones que han financiado LIGO.

Hemos de preguntarle a la naturaleza cómo es, sin asumir que nuestra descripción la reemplaza

Pero, ¿qué han observado los dos detectores del Observatorio de Ondas gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO)? Han medido la variación relativa de la longitud de dos brazos de aproximadamente cuatro kilómetros en direcciones perpendiculares. Han realizado el experimento en dos puntos de Estados Unidos, Livingston (Luisiana) y Richland (Washington) con precisión asombrosa: sensibles a variaciones de una parte en 10 elevado a 21, precisión de una fracción del tamaño del protón, aproximadamente su altura comparada con el tamaño de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Insisto, precisión asombrosa que ha permitido la tecnología desarrollada con interferometría láser. Y también multitud de trucos para minimizar la variedad de vibraciones que reciben los detectores por efectos mecánicos y térmicos. Los dos detectores han observado consistentemente la llegada de una onda con una forma específica que permite excluir la posibilidad de que sea ruido instrumental. La predicción de la teoría de Einstein para una pareja como la descrita al inicio se ajusta a la señal observada.

Es legítimo preguntarse: ¿Qué implica este descubrimiento? ¿No es más que la comprobación de algo esperado por la teoría apoyado en evidencias indirectas? Comencemos por no olvidar una regla básica: hemos de preguntarle a la naturaleza cómo es, sin asumir que nuestra descripción la reemplaza. Descubrir lo esperado es verificar que nuestra comprensión del universo sigue siendo válida en escenarios que no habíamos visitado antes.

Las ondas gravitacionales nos permiten mirar en lugares donde la luz no puede enviarnos señales

Hay mucho más, claro. La relatividad general es válida en escenarios de gravedad intensa. Las ondas gravitatorias viajan a la velocidad de la luz con gran precisión. Nos permiten mirar en lugares donde la luz no puede enviarnos señales y se presenta como la mejor evidencia de la existencia de agujeros negros.

Hoy se destaca que el descubrimiento nos indica que tenemos disponible una nueva vía de observar el Universo. LIGO y otros experimentos como el europeo VIRGO, cerca de Pisa, tienen la capacidad de ver el Universo en ondas gravitacionales. Recientemente fueron los neutrinos más energéticos con el detector IceCUBE, ahora las ondas gravitacionales con LIGO.

Esta era de la astronomía emerge con nuevos emisarios que traen buenas nuevas. Enhorabuena a mi amigo Jordi Burguet, ahora celebrándolo en Caltech. Enhorabuena a mis colegas de la Universidad de las Islas Baleares capitaneados por Alicia Sintes. Enhorabuena a todos los miembros de la colaboración LIGO y VIRGO que hoy presentan el descubrimiento. Enhorabuena a la Humanidad.

***Carlos Peña Garay es científico titular del CSIC en el Intituto de Física Corpuscular (IFIC Valencia) y Colaborador del Laboratorio Subterráneo de Canfranc.