Cinco respuestas sobre las ondas gravitacionales

La observación el pasado jueves, por primera vez en la historia, de las ondas gravitacionales, un fenómeno que predijo Albert Eintein hace 100 años, está dando la vuelta al mundo.
La encargada de presentar este descubrimiento fue la profesora argentina Gabriela González, quien condujo el equipo de este experimento en el que participaron más de mil científicos de quince países diferentes.
El fenómeno que pudo detectar es consecuencia de la fusión de dos agujeros negros en el espacio, y según el científico Stephen Hawking, experto en dicha materia, gracias a este avance, se podrá ver algunas “reliquias del Universo muy temprano, justo después del Big Bang”.
Los dos gigantescos detectores del experimento Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro (LIGO), separados 3.000 kilómetros en EE UU, fueron los encargados de detectar las pequeñísimas vibraciones generadas por ondas gravitacionales procedentes de la fusión de dos agujeros negros. 
Pero ¿Qué son exactamente esas misteriosas ondas y en qué consiste el experimento? Para dar respuesta a estas y otras preguntas, el Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC), la primera agencia pública de ámbito estatal especializada en información sobre ciencia, tecnología e innovación en español, ofrece una explicación “para principiantes”.

Relatividad
Para empezar, ¿Qué son las ondas gravitacionales? Son ondulaciones concéntricas que encogen y estiran la “tela” del espacio-tiempo mientras viajan a la velocidad de la luz. Estas se originan por eventos muy violentos, como la fusión de dos agujeros negros. Este sería el caso de la primera onda gravitacional detectada: GW150914.
La existencia de estas ondas la predijo el célebre Albert Einstein hace un siglo, en tanto son consecuencia de su teoría general de la relatividad, donde se plantea que el espacio-tiempo es curvo y que objetos con masa muy acelerados cambian la curvatura de ese espacio-tiempo y producen ondas gravitacionales.
En cuanto a quienes se preguntan si esta es la primera vez que se ven, aunque los científicos ya dedujeran su existencia, hasta ahora no se pudieron detectar directamente. Hace más de 50 años que diversos experimentos en todo el mundo (como LIGO en EE UU y Virgo en Europa) trataron de conseguir la prueba experimental. Aseguran que fue muy difícil encontrarlas debido a que sus amplitudes son extremadamente pequeñas y los grandes eventos que las producen son poco frecuentes. Aunque son causadas por el movimiento de la masa, la mayoría son tan débiles que no tienen efecto medible.
¿Por qué son tan tenues? Según los expertos, hacen que el tejido del espacio vibre como un tambor cuando se producen eventos cósmicos violentos. Las ondulaciones del espacio-tiempo emanan en todas direcciones, viajando a la velocidad de la luz y distorsionando físicamente todo a su paso. Pero cuanto más se alejan estas ondas de su origen, más pequeñas se vuelven. Una distorsión inicial en el espacio de varios kilómetros causada por ellas se queda reducida a solo una fracción del tamaño del protón caundo llega a la Tierra.
Entonces, la ciudadanía e preguntará ¿De qué vale haber detectado por fin ondas gravitacionales? Los científicos responden que proporcionan información sobre los objetos que las producen, los eventos más violentos del universo como las supernovas o las colisiones y fusiones de agujeros negros y estrellas de neutrones. Así, su detección abre el universo a investigaciones completamente nuevas, además de facilitar el camino del Nobel a sus descubridores.

Estaciones
El Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro (LIGO), es un sistema de dos detectores idénticos construidos en Hanford (Washington) y Livingston (Luisiana) para detectar vibraciones increíblemente pequeñas generadas por el paso de ondas gravitacionales.
Las dos estaciones están separadas 3.000 kilómetros, lo que permite comparar y confirmar los datos sobre cualquier perturbación espacio-temporal provocada por estas ondas.
En cada detector, un haz de luz láser se divide en dos y se envía por túneles iguales de vacío de 4 kilómetros y están dispuestos de forma perpendicular. Dentro hay unos interferómetros que hacen rebotar la luz láser entre espejos situados en los extremos.
Si una onda gravitacional pasa por estos instrumentos, extienden y comprimen la longitud de los brazos junto con el resto del espacio. La luz de uno de los haces viaja un poco más allá que la del otro en una pequeñísima fracción del ancho de un átomo, y esto se puede medir. De hecho, los dos brazos funcionan como reglas de luz  en ángulo recto.

Aportación Española
La colaboración científica LIGO está integrada por más de mil científicos de universidades de quince países, incluido el Grupo de Relatividad y Gravitación de la Universidad de Baleares. El experimento inicial fue concebido y construido por investigadores de los institutos MIT y Caltech, y financiado por la National Science Foundation en EE UU.
Desde LIGO pasan notificaciones a 75 observatorios astronómicos, que acordaron apuntar sus telescopios hacia cualquier punto del cielo para buscar y confirmar señales electromagnéticas correspondientes a posibles detecciones de ondas.
Este año está previsto que vuelva a funcionar el detector similar italo-francés Virgo, cerca de Pisa, que cerró en 2011 después de no observar nada durante años. La extensión de la red global de detectores incluye a LIGO, Advanced Virgo y KAGRA en Japón.