Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/033/16
Ciudad de México, 16 de febrero de 2016

• En México no existen detectores relacionados con ondas gravitacionales ni físicos experimentales que hayan trabajado en el experimento LIGO, con el que fue posible detectar dichas ondas en septiembre pasado, pero a nivel teórico sí hay investigadores en nuestro país que estudian esta señal, incluso han hecho contribuciones importantes a la teoría.
• Los objetos cósmicos podrán estudiarse por las ondas gravitacionales que emiten y la información podría complementarse con observaciones telescópicas.

El doctor Miguel Alcubierre Moya, director del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, considera que la reciente detección de ondas gravitacionales permitirá una nueva forma de hacer astronomía.
Foto: ICN.
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Dedicado por más de 15 años al estudio teórico de la simulación de ondas gravitacionales en fenómenos como la colisión de agujeros negros, el doctor Miguel Alcubierre Moya, director del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) de la Universidad Nacional Autónoma de México, considera que el anuncio del 11 de febrero por parte del equipo de investigadores participantes en el proyecto LIGO (Observatorio de Interferómetro Láser Avanzado de Ondas Gravitatorias), que comprueba la existencia de ondas gravitacionales en el universo, es una noticia quizá más importante que el descubrimiento del bosón de Higgs.

“En mi opinión, es un descubrimiento fantástico, era algo que llevábamos décadas esperando. Personalmente llevo 25 años esperando este día, he trabajado bastante en este tema. Estas cosas pasan una vez en la vida y yo creo que es mucho más importante que el hallazgo del bosón de Higgs porque significa una nueva forma de hacer astronomía a partir de las ondas gravitacionales, nos enseña lo interesante que puede ser el universo, que todavía quedan muchas cosas por descubrir y que no hemos acabado ni de lejos por entender el cosmos”, dice el integrante de la Academia Mexicana de Ciencias.

Desde el telescopio de Galileo Galilei, la forma de estudiar a los objetos celestes ha sido a través de la luz y todo su espectro electromagnético, ya sea luz visible, infrarroja, ondas de radio, rayos X, rayos gamma, microondas, ultravioleta, pero las ondas gravitacionales son distintas, no son luz. “Es una época de oro para hacer un nuevo tipo de astronomía donde vamos a aprender cosas nuevas del universo que no se podían ver con los instrumentos para estudiar la luz. Tenemos la esperanza de que se puedan ver estrellas de neutrones fusionándose o la explosión de una supernova. Eventos astronómicos o astrofísicos muy violentos que ocurren muy lejos en el espacio”, expone.

Desde sus estudios del doctorado en la Universidad de Gales, en Reino Unido, Alcubierre trabajaba en la simulación numérica de la colisión de agujeros negros, su investigación trataba de resolver las ecuaciones de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, las cuales son muy complicadas, reconoce. En una computadora recreaba dos agujeros negros próximos a chocar y analizaba lo que ocurría cuando colisionaban y cómo emitían ondas gravitacionales que deforman el espacio-tiempo. “Trabajé en las técnicas sobre cómo se podría resolver y finalmente hace 10 años se resolvió el problema”. No fue el doctor Miguel Alcubierre en dar el último paso, fue otro grupo, pero el investigador de la UNAM contribuyó en muchos de los pasos previos para llegar al resultado final.

En los experimentos realizados en los detectores LIGO, uno se encuentra en Lousiana y otro en Washington DC, Estados Unidos; las contribuciones que realizaron tanto Alcubierre como otros físicos teóricos a esas simulaciones numéricas resultaron fundamentales en el descubrimiento anunciado el pasado 11 de febrero durante una rueda de prensa, “porque los detectores ven una señal de ondas gravitacionales y si los participantes del proyecto no supieran nada, no habrían sabido qué significaba esa señal. Los resultados que arrojó LIGO se compararon con las simulaciones numéricas que se publicaron hace 10 años y vieron que coincidían perfectamente”, comenta.

La detección de las ondas gravitacionales
Los detectores de LIGO se empezaron a construir en 1984, los líderes del proyecto fueron Kip Stephen Thorne y Reiner Weiss y se terminaron en 2004 con un costo de 1 000 millones de dólares. Se hicieron pruebas y durante un tiempo funcionaron de acuerdo con lo esperado, pero fue necesario realizar ajustes mucho más finos porque estadísticamente era poco probable captar las ondas gravitacionales: se podía esperar en promedio una detección cada 50 años.

“Se aislaron a los espejos sísmicamente de efectos como un temblor o movimientos tan sutiles como el paso de un camión, también aumentaron la potencia de los dos láseres que se utilizaron para enviar el haz del láser por los túneles de cuatro kilómetros de largo. Ahora son 10 veces más sensibles de lo que eran hace 10 años y ello se vio reflejado inmediatamente. Los experimentos se iniciaron en septiembre de 2015 y solo 14 días después se detectaron las ondas gravitacionales”, explica.

Los detectores tienen túneles en forma de “L” que miden lo mismo de un lado que del otro. Desde el vértice se envía un haz de luz láser por cada túnel, al mismo tiempo y con la misma intensidad para que rebote en el otro extremo con un espejo y regrese por el mismo túnel. Al medir con relojes atómicos cuánto tiempo tarda en regresar la luz en condiciones normales, sin nada que se interponga en su camino, ambas llegan al mismo, pero cuando una onda gravitacional atraviesa las ondas del láser, estas se expanden y contraen infinitesimalmente en una dirección y dejan de llegar al mismo tiempo, por siete milisegundos de diferencia. El trabajo, en el que participaron mil científicos, ya fue publicado en la revista Physical Review Letters.

En México no existen detectores relacionados con ondas gravitacionales ni físicos experimentales que hayan trabajado en LIGO, pero a nivel teórico sí hay investigadores que han estudiado la señal de ondas gravitacionales que podrían producir diferentes sistemas astrofísicos, además del doctor Miguel Alcubierre, están el doctor William Lee, del Instituto de Astronomía (nombrado en diciembre pasado coordinador de la Investigación Científica de la UNAM); en el Instituto de Física el doctor Shahen Hacyan Saleryan y Axel de la Macorra; también en el Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRAf) de la UNAM hay especialistas, así como en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, informó el integrante del Departamento de Gravitación y Teoría de Campos del ICN.

Luz Olivia Badillo.