AGU­JE­ROS NE­GROS A LA VIS­TA

El ex­pe­ri­men­to LIGO anun­ció re­cien­te­men­te la ob­ser­va­ción de un ter­cer even­to en el que dos agu­je­ros ne­gros co­li­sio­na­ron pa­ra fun­dir­se en uno so­lo. Es­ta fu­sión ge­ne­ró on­das gra­vi­ta­cio­na­les que fue­ron de­tec­ta­das por el sen­si­ble ins­tru­men­to lo­ca­li­za­do en Est

Milenio - Laberinto - - PORTADA - GERARDO HE­RRE­RA CO­RRAL ghe­rre­ra@fis.cin­ves­tav.mx

GERARDO HE­RRE­RA CO­RRAL

El ca­mino al éxi­to pue­de ser muy lar­go. Es­te fue el ca­so de los ex­pe­ri­men­tos de de­tec­ción de on­das gra­vi­ta­cio­na­les que de­bie­ron re­co­rrer una gran dis­tan­cia an­tes de lle­gar al pun­to en que se en­cuen­tran hoy. Por pri­me­ra vez y de ma­ne­ra di­rec­ta se ha po­di­do ob­ser­var la de­for­ma­ción del es­pa­cio tiempo pro­du­ci­do por las on­das gra­vi­ta­cio­na­les.

Pa­ra el ex­pe­ri­men­to LIGO el éxi­to es­tá en la sen­si­bi­li­dad de su ins­tru­men­ta­ción al me­dir el cambio más pe­que­ño ima­gi­na­ble en la dis­tan­cia que sub­tien­den sus bra­zos.

LIGO es el acró­ni­mo de La­ser In­ter­fe­ro­me­ter Gra­vi­ta­tio­nal Wa­ve Ob­ser­va­tory; con­sis­te en una es­cua­dra con cua­tro ki­ló­me­tros de lon­gi­tud en ca­da la­do. Cuan­do una on­da gra­vi­ta­cio­nal pa­sa por ahí pro­du­ce la con­trac­ción y elon­ga­ción de los bra­zos. Es­ta dis­tor­sión rít­mi­ca es tan pe­que­ña, que me­dir­la es una proeza tec­no­ló­gi­ca sin pre­ce­den­tes.

El cambio me­di­do en la lon­gi­tud de los bra­zos de cua­tro ki­ló­me­tros de ex­ten­sión es equi­va­len­te a de­ter­mi­nar una va­ria­ción del ta­ma­ño del es­pe­sor de un cabello en la dis­tan­cia que exis­te en­tre el Sol y Al­fa Cen­tau­ri, que se en­cuen­tra a 4.3 años luz de no­so­tros.

La ca­pa­ci­dad de LIGO es tal que con un apa­ra­to así po­dría­mos ob­ser­var una dis­tor­sión de 0.1 mi­lí­me­tros en la dis­tan­cia que hay en­tre la es­tre­lla más cer­ca­na y nues­tro Sol. No es­tá he­cho pa­ra eso pe­ro es el ni­vel de pre­ci­sión del apa­ra­to.

LIGO anun­ció en fe­chas re­cien­tes la ob­ser­va­ción de un ter­cer even­to en el que dos agu­je­ros ne­gros han co­li­sio­na­do pa­ra fun­dir­se en uno so­lo. Es­ta fu­sión de agu­je­ros ne­gros ge­ne­ró on­das gra­vi­ta­cio­na­les que de nuevo fue­ron de­tec­ta­das por el sen­si­ble ins­tru­men­to lo­ca­li­za­do en Es­ta­dos Uni­dos.

En es­ta oca­sión los va­lo­res me­di­dos pa­re­cen in­di­car que se tra­ta­ba de un agu­je­ro ne­gro con una ma­sa equi­va­len­te a 19 ve­ces la que tie­ne nues­tro Sol, que se en­con­tró con otro agu­je­ro de 32 ma­sas so­la­res. Al unir­se, se ge­ne­ró un agu­je­ro ne­gro ma­yor, con 49 ma­sas so­la­res, de­jan­do el equi­va­len­te a 2 ma­sas so­la­res en for­ma de ener­gía que vio­len­tó al es­pa­cio y al tiempo pro­du­cien­do la vi­bra­ción es­pa­cio tem­po­ral.

El 14 de sep­tiem­bre de 2015 el ex­pe­ri­men­to LIGO per­ci­bió el pa­so de una on­da gra­vi­ta­cio­nal por pri­me­ra vez. Des­pués lle­ga­ría una se­gun­da en di­ciem­bre del mis­mo año y ahora se anun­cia la de­tec­ción de la ter­ce­ra on­du­la­ción del es­pa­cio tiempo que atra­ve­só el pla­ne­ta el 4 de enero del pre­sen­te año.

Las on­das gra­vi­ta­cio­na­les son un po­co di­fe­ren­tes a las on­das que po­de­mos ver y oír. Sin em­bar­go, la ex­pan­sión en el agua de las on­du­la­cio­nes pro­vo­ca­das por un ob­je­to que se hun­de nos ofre­ce una ima­gen me­ta­fó­ri­ca de lo que ocu­rre con las on­das gra­vi­ta­cio­na­les. So­lo es im­por­tan­te te­ner en cuen­ta que se tra­ta de una re­pre­sen­ta­ción plás­ti­ca de un fe­nó­meno dis­tin­to. Las on­das gra­vi­ta­cio­na­les no agi­tan el me­dio en que se pro­pa­gan sino al es­pa­cio y al tiempo mis­mo. Cuan­do una on­da gra­vi­ta­cio­nal pa­sa por aquí, el tiempo se alar­ga y se acor­ta ha­cien­do más lar­go y lue­go más cor­to el trans­cur­so de los se­gun­dos. Lo mis­mo ocu­rre con el es­pa­cio que se acor­ta en­tre los ob­je­tos pa­ra lue­go alar­gar­se al rit­mo de la on­da gra­vi­ta­cio­nal.

El even­to me­di­do es­te año es con­se­cuen­cia de un vio­len­to cho­que ocu­rri­do ha­ce 3 mil mi­llo­nes de años. Es el even­to más ale­ja­do de los tres que han si­do de­tec­ta­dos y que ocu­rrie­ron ha­ce 1300 mi­llo­nes de años, el pri­me­ro, y 1400 mi­llo­nes de años el se­gun­do. Es de­cir, que cuan­do los agu­je­ros ne­gros se fun­die­ron pa­ra for­mar uno so­lo pro­du­cien­do la on­da gra­vi­ta­cio­nal que aca­ba de lle­gar, la vi­da en nues­tro pla­ne­ta ape­nas co­men­za­ba.

El ex­pe­ri­men­to LIGO es­tá vien­do lo que ocu­rrió en al­gu­na par­te del cie­lo po­co des­pués de que nues­tro sis­te­ma so­lar se for­mó.

¿Por qué re­sul­ta tan di­fí­cil me­dir la de­for­ma­ción del es­pa­cio tiempo? Una ma­ne­ra de en­ten­der­lo es la que ex­po­ne Gün­ter Span­ner en su li­bro El se­cre­to de la on­das gra­vi­ta­cio­na­les. En él se com­pa­ra el mó­du­lo de elas­ti­ci­dad de ma­te­ria­les co­no­ci­dos con el que tie­ne nues­tro es­pa­cio tiempo. Es­te mó­du­lo es una me­di­da de la re­sis­ten­cia que opo­nen los ob­je­tos a de­for­mar­se an­te la apli­ca­ción de una fuer­za. La go­ma co­mún tie­ne un mó­du­lo de elas­ti­ci­dad muy ba­jo y por eso se pue­de es­ti­rar y com­pri­mir fá­cil­men­te. La ma­de­ra tie­ne un mó­du­lo de elas­ti­ci­dad 100 ve­ces ma­yor al de la go­ma y eso lo po­de­mos no­tar con fa­ci­li­dad. El ace­ro tie­ne un mó­du­lo 2 mil ve­ces ma­yor y el ma­te­rial más du­ro de cuan­tos exis­ten, el dia­man­te, tie­ne un mó­du­lo de elas­ti­ci­dad 12 mil ve­ces más grande. Pues bien, la du­re­za del es­pa­cio tiempo es in­com­pa­ra­ble con la del dia­man­te. El mó­du­lo de elas­ti­ci­dad del es­pa­cio tiempo es 10 mil mi­llo­nes de bi­llo­nes de ve­ces más grande que la del dia­man­te. La ri­gi­dez del es­pa­cio tiempo es pues inima­gi­na­ble.

Uno no pue­de ha­cer­se una idea de lo que sig­ni­fi­ca un nú­me­ro tan grande. Las me­tá­fo­ras so­lo al­can­zan pa­ra dar una idea pro­gre­si­va pe­ro no pa­ra per­ci­bir lo di­fí­cil que es de­for­mar al es­pa­cio tiempo.

En 2018 el de­tec­tor LIGO se­rá me­jo­ra­do pa­ra in­cre­men­tar la sen­si­bi­li­dad del apa­ra­to. La ex­pec­ta­ti­va es que con una tec­no­lo­gía más so­fis­ti­ca­da se po­dría ob­ser­var la co­li­sión de es­tre­llas de neu­tro­nes que tie­nen me­nos ma­sa que los agu­je­ros ne­gros. Qui­zá se po­drán de­tec­tar ex­plo­sio­nes de su­per­no­vas o in­clu­so fe­nó­me­nos des­co­no­ci­dos.

A me­di­da que se re­gis­tran más even­tos se con­so­li­da la evi­den­cia. No obs­tan­te, si­gue sien­do muy im­por­tan­te que otro ex­pe­ri­men­to ob­ser­ve es­tas se­ña­les. Un cier­to ni­vel de es­cep­ti­cis­mo que aún per­du­ra des­apa­re­ce­rá cuan­do otro de­tec­tor, en otra par­te del mun­do, ha­ga ob­ser­va­cio­nes co­rre­la­cio­na­das.

No ol­vi­de­mos que ya en 1969 Jo­seph We­ber, pio­ne­ro de la bús­que­da ex­pe­ri­men­tal de on­das gra­vi­ta­cio­na­les, anun­ció te­ner la pri­me­ra señal. Sin em­bar­go, el ex­pe­ri­men­to no pu­do ser re­pro­du­ci­do nun­ca. En 1987 el mis­mo Jo­seph We­ber sos­tu­vo que ha­bía de­tec­ta­do on­das gra­vi­ta­cio­na­les pro­ve­nien­tes de la ex­plo­sión de la fa­mo­sa Su­per­no­va 1987 A. Nue­va­men­te sus me­di­cio­nes fue­ron re­ci­bi­das con mu­cho es­cep­ti­cis­mo. En 2014 el ex­pe­ri­men­to BICEP 2 anun­ció que te­nía evi­den­cia de las on­das gra­vi­ta­cio­na­les pro­ve­nien­tes de la in­fla­ción cós­mi­ca, es de­cir, del ori­gen mis­mo del uni­ver­so. Al po­co tiempo se co­mu­ni­có que la me­di­ción es­ta­ba equi­vo­ca­da.

Oja­la que pron­to ten­ga­mos la con­fir­ma­ción de las ob­ser­va­cio­nes de LIGO. La re­pro­du­ci­bi­li­dad es fun­da­men­tal en el pro­ce­so cien­tí­fi­co de ge­ne­ra­ción de co­no­ci­mien­to.

ES­PE­CIAL

Newspapers in Spanish

Newspapers from Mexico

© PressReader. All rights reserved.