Premio Nobel para los físicos que descubrieron las ondas gravitacionales predichas por Einstein

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  • Los físicos, Rainer Weiss, Barry Barish y Kip Thorne, obtuvieron el galardón por haber realizado contribuciones decisivas al detector LIGO, a través del cual se pudo observar estas distorsiones del espacio-tiempo por primera vez. Luis Chavarría, director del Programa de Astronomía de CONICYT, se refiere a las implicancias científicas que tuvo este hallazgo.

FisicaEn septiembre de 2015, un grupo de físicos en Estados Unidos recibía una señal que el mundo llevaba 100 años esperando. Como parte del proyecto LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), científicos ubicados en dos observatorios gemelos, uno en Washington y el otro en Luisiana, comenzaron a detectar -con milisegundos de diferencia- algo completamente distinto a lo que registraban los telescopios hasta entonces.

Por primera vez, estaban escuchando una señal del universo cuya existencia había sido predicha por Albert Einstein en su afamada Teoría General de la Relatividad, publicada en 1916: las ondas gravitacionales. La relevancia científica de este hallazgo fue tal, que la Real Academia de Ciencias de Suecia decidió conceder el Premio Nobel de Física 2017 a los tres científicos, cuyo aporte fue clave para este avance: Rainer Weiss, físico alemán radicado en EE.UU. y a los estadounidenses Barry Barish y Kip Thorne.

Luis Chavarría, director del programa de Astronomía de CONICYT, explica que la detección de estas ondas entregó una nueva herramienta para observar el cosmos y, en particular, para estudiar fenómenos que conocemos poco, como los agujeros negros. “La única forma que teníamos para investigar lo que ocurría en el universo, era a través de la luz que llega de las estrellas. LIGO no detecta luz, sino que capta las alteraciones que generan las ondas gravitacionales en el espacio-tiempo, que son como las que se producen cuando tiras una piedra al agua”, explica.

Observatorio de ondas

Aunque éstas “olas cósmicas” se generan siempre que una masa experimenta aceleración en el espacio, hasta la construcción de estos observatorios era imposible detectarlas. Einstein, de hecho, pensó que nadie podría hacerlo debido a lo débiles que son. Pero a mediados de los 70’, Rainer Weiss logró diseñar un sistema láser capaz de eliminar el ruido de fondo, que impedía comprobar la presencia de las ondas gravitacionales.

Fue así que, junto al también físico Kip Thorne, sentaron las bases para la construcción del observatorio LIGO, convertido hoy, en un consorcio científico integrado por más de mil investigadores procedentes de una veintena de países. El tercer galardonado, el físico Bari Barish, obtuvo el reconocimiento por el papel que desempeñó llevando el proyecto a término, indicó la Academia Sueca. “Aseguraron que cuatro décadas de esfuerzo llevaran a que las ondas gravitacionales fueran finalmente observadas”, señalaron en un comunicado.

En palabras simples, Luis Chavarría explica que estos observatorios detectan cambios en el tamaño de las cosas. “Estas ondas llegan a la Tierra y pasan a través de nosotros, generando modificaciones en la materia que antes era imposible detectar. Son muy pequeñas, del tamaño de una porción milimétrica del diámetro de un protón, equivalente a encontrar un cabello entre el Sol y la estrella más cercana”, dice Chavarría.

Agujeros negros

El observatorio, explica el astrónomo de CONICYT, es una estructura de cuatro kilómetros, capaz de detectar estos imperceptibles cambios al hacer circular rayos de luz en su interior. Acerca de las implicancias para la ciencia, Chavarría dice que uno de los grandes aportes es el estudio de fenómenos como los agujeros negros. “Al no emitir luz, es más difícil observarlos directamente con los telescopios comunes y corrientes, pero ahora, podemos detectarlos a través de las ondas gravitacionales”, explica.

En efecto, el descubrimiento de 2015 consistió en que LIGO fue capaz de medir directamente, las ondas gravitacionales tridimensionales originadas cuando dos agujeros negros (de 33 veces la masa del Sol) se fusionaron en uno sólo, hace 1.300 millones de años atrás, provocando estas ondas cósmicas. Estas viajaron a través del espacio, atravesando materia y todo a su paso, hasta llegar a la Tierra. “No solo se logró confirmar la existencia de las ondas gravitacionales, sino también la presencia misma de los agujeros negros binarios, ambas vivas sólo en la teoría, hasta ese momento”, aclara Chavarría.

Otros fenómenos astronómicos que pueden ser estudiados gracias al avance científico que recibió el Nobel son fenómenos como las estrellas de neutrones e, incluso, obtener nueva información sobre el “big bang”, la gran explosión que habría dado origen a nuestro universo, hace 13 mil 700 millones de años.