ONDAS GRAVITACIONALES

Imaginemos que el sol estalla violentamente. En cuánto tiempo nuestro planeta sentiría los efectos gravitacionales del estallido?
De acuerdo con la ley de gravitación universal, el efecto debería ser instantáneo. No hay en la teoría de Newton nada parecido a propagación de la gravedad. Ése es un pecado original de la ley de gravitación universal, porque nada puede viajar más rápido que la luz. Precisamente para corregir esta falla, Einstein elaboró (¿o descubrió?) la relatividad general.

De acuerdo con Einstein, la gravitación es la curvatura del espacio y el tiempo. En las cercanías de grandes masas, donde la gravedad es intensa, la geometría del espacio y el ritmo con que fluye el tiempo, son distintos a como son en regiones donde no hay gravitación.
La relatividad predice que una masa acelerada, produce cambios en la geometría del espacio y el tiempo, a su alrededor, de una manera similar a como en un lago se producen ondas si movemos un objeto que flota en su superficie.
A diferencia de la luz y cualquier radiación electromagnética que son campos eléctricos y magnéticos oscilantes, en el caso de la gravitación, es el propio tejido espaciotemporal el que oscila. De acuerdo con la teoría de Einstein, esa perturbación que emana de la masa acelerada se propaga a la velocidad de la luz transportando energía. Son las ondas gravitacionales.

La gravedad es una fuerza asombrosamente débil comparada con otras fuerzas de la naturaleza. Por eso las ondas gravitacionales no han sido detectadas directamente aún, pero hay observaciones indirectas de su existencia. Dos estrellas de neutrones girando velozmente una en torno a la otra emiten ondas gravitacionales, pierden energía por tanto se acercan progresivamente una a la otra y tiempo que tardan en dar una vuelta alrededor de la otra va disminuyendo. En 1974 Hulse y Taylor descubrieron un pulsar girando alrededor de una estrella de neutrones. La observación durante 25 años de este sistema binario permitió verificar que la disminución del período de este sistema, coincide exquisitamente con la predicción de la relatividad: las ondas gravitacionales no son un artificio de las matemáticas, las ondas gravitacionales existen! Hulse y Taylor ganaron el premio Nobel en 1993 gracias a estas evidencias.

Detectar ondas gravitacionales directamente exige buscarlas en los fenómenos más violentos del universo, como estallido de supernovas, choque de agujeros negros o tal vez el propio bigbang.
Los detectores de ondas gravitacionales miden las variaciones en la separación de dos cuerpos cuando sienten el efecto de una onda. Estas variaciones son minúsculas, apenas fracciones del tamaño de un núcleo atómico en cuerpos separados muchos kilómetros.
Los científicos han diseñado y construidos varios detectores con una tecnología altamente sofisticada que pronto estarán en pleno funcionamiento. LIGO ( Laser Interferometer Gravitational Observatory), en los EEUU, GEO en Alemania, VIRGO en Italia y el proyectado LISA) son observatorios de ondas gravitacionales que permitirán escudriñar el universo de una manera inédita.

La astronomía de ondas gravitacionales nos abrirá una nueva ventana para asomarnos al universo y conocerlo mejor. Capturar con ondas gravitacionales el instante en que una supernova explota, la formación de un agujero negro, o la colisión de estrellas neutrónicas, nos permitirá conocer mejor estos fenómenos. Detectar la huella que las ondas gravitacionales del bigbang dejaron en el fondo cósmico de microondas permitirá conocer parámetros fundamentales del universo y saber más acerca de su origen.

Por los momentos ya sabemos al menos que si el sol desapareciera, aquí en la Tierra quedaríamos libres de su atracción en ocho minutos, que es el tiempo en que se demoran en llegar la ondas gravitacionales.

Héctor Rago
PD: Dos meses después de postear nuestro trabajo, el mundo de la ciencia asiste con excitación al anuncio con bombos y platillos de la detección directa de las ondas gravitacionales por parte de la colaboración LIGO. El momento es de importancia monumentaly transforma en realidad las afirmaciones hechas en los últimos párrafos de nuestro post.