Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/039/16
Ciudad de México, 22 de febrero de 2016

• Se reúnen astrofísicos de la UNAM para hablar a detalle de las ondas gravitacionales, de su descubrimiento, sus alcances y las oportunidades que ofrecen en el estudio del universo.
• Después del Big Bang, el descubrimiento de las ondas gravitacionales, es la forma de energía radiada más grande que se ha medido: William Lee.

Foto: internet.
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El doctor William Lee, coordinador de la Investigación Científica de la UNAM, aseguró que la comunidad científica mexicana se verá también beneficiada con el descubrimiento de las ondas gravitacionales, porque cuenta con grupos de científicos que trabajan en el tema y hacen modelos predictivos, por lo que es importante empezar a validar los datos obtenidos recientemente. “Y aunque nuestros investigadores no hayan colaborado directamente en experimento LIGO, les será posible validar sus modelos a partir del anuncio que se hizo el pasado 11 de febrero”.

Durante la mesa redonda “El detector LIGO y las ondas gravitacionales”, realizada hoy en el Instituto de Astronomía, el astrónomo destacó que sin duda el anuncio abre otra ventana de investigación, porque aun antes del descubrimiento ya trabajaban en el experimento Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) alrededor de mil investigadores, “ahora se espera un crecimiento importante en esta área”.

Por su parte, la presidenta de la Unión Astronómica Internacional, Silvia Torres, dijo que la institución que preside “reconoce la importancia de estas ondas gravitacionales, por lo que desde agosto del 2015 conformó la comisión Astrofísica Gravitacional, “y esto lo hago notar porque la Unión siempre es bastante lenta en sus acciones por razones obvias y de vez en cuando toma decisiones más rápidas, y este es el caso”.

Para hablar del descubrimiento astrofísico del siglo, las ondas gravitacionales, este lunes se reunieron en el auditorio “Paris Pishmish” académicos y estudiantes en una mesa redonda para explicar a detalle el evento científico que acaparó la atención mundial hace unos días.

De acuerdo William Lee, secretario de la Academia Mexicana de Ciencias, esta es la primera vez que se descubre un objeto a través de la emisión de ondas gravitacionales”, en este caso hoyos negros, pero se espera la observación de otros objetos o sistemas.

Diego López-Cámara, quién también fue parte de la mesa redonda, al igual que Dany Page y Sergio Mendoza, mencionó que existen dos experimentos LIGO en operación, en Hanford, Washington y en Livingston, Lousiana y que está planeado un tercer observatorio, el LIGO-India, con el cual el radio de observación crecerá tres veces. Algunos otros observatorios gravitacionales en el mundo son Geo600, Virgo y Kagra.

Destacó que después del Big Bang, este descubrimiento de las ondas gravitacionales “ha sido la forma de energía radiada más grande que se ha medido y aunque esta onda gravitacional fue audible, no todas las ondas gravitacionales se pueden escuchar”.

La detección de las ondas gravitacionales se hizo en Estados Unidos el pasado 14 de septiembre por los instrumentos del observatorio LIGO, interferómetros con túneles en forma “L” que miden cada uno 3 kilómetros; estos interferómetros operan de manera independiente y están separados unos 4000 kilómetros.

Uno se encuentra en Livingston, Louisiana, y en otro en Hanford, Washington. La comparación de los momentos de llegada de las ondas gravitacionales a ambos detectores LIGO mostraron 7,1 milisegundos de diferencia, datos que confirmaron su existencia.

Las ondas gravitacionales son producidas por perturbaciones en la trama del espacio-tiempo por los efectos del desplazamiento de enorme masas. Estas perturbaciones se desplazan a la velocidad de la luz en forma de ondas y nada las detiene.

Albert Einstein en su Teoría General de la Relatividad de 1915 ya predecía teóricamente la existencia de las ondas gravitacionales. Este fenómeno suele ser representado como la deformación que ocurre cuando un peso reposa sobre una red. En este caso, la red representa el entramado espacio-tiempo.

En la mesa redonda Wiliam Lee añadió que otro experimento que revolucionará el conocimiento será LISA Pathfinder, liderado por la Agencia Espacial Europea, que consiste en el primer laboratorio gravitacional espacial y su misión será detectar y medir ondas gravitacionales. El satélite operará a 1.5 millones de kilómetros de la Tierra.

De acuerdo con Scientific American, el principio básico que permitiría detectar ondas gravitacionales desde el espacio es relativamente simple: se trataría de colocar dos masas de prueba a una gran distancia una de otra (del orden de un millón de kilómetros, en el caso del experimento concebido por la ESA) y medir su separación con gran precisión (del orden de una billonésima de metro; algo en principio posible con técnicas de interferometría láser). El paso de una onda gravitacional debería provocar pequeños cambios en la distancia que media entre las masas, lo que sería registrado por los detectores.

El objetivo de la misión LISA Pathfinder es detectar ondas gravitacionales y demostrar que un experimento como el descrito se encuentra al alcance de la técnica actual. En particular, que es posible llevar dos masas de prueba hasta un punto del espacio exterior caracterizado por una situación de caída libre casi perfecta (lo que, según el principio de equivalencia de la relatividad general, resulta indistinguible de un campo gravitatorio nulo) y mantenerlas protegidas de cualquier perturbación externa gracias a la propia nave espacial encargada de transportar el experimento. Para ello, LISA Pathfinder viajará hasta el punto de Lagrange L1 del sistema Tierra-Sol, situado a 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta. Este es el punto en el que la atracción gravitatoria del Sol cancela parcialmente la ejercida por la Tierra, por lo que todo objeto situado allí se mantiene en equilibrio con respecto a ambos astros.

Elizabeth Ruiz Jaimes.