Las ondas que predijo Einstein
Las ondas gravitacionales son un tipo de fenómeno ondulatorio similar, pero diferente, a otros tipos de radiación que existen en la naturaleza y con los que estamos más familiarizados, como por ejemplo la luz. El requisito para que se produzca radiación gravitacional es la existencia de una distribución de masa en movimiento y con velocidad no uniforme.
Cuanto mayor sea la masa involucrada y más rápida sea su velocidad, mayor será la amplitud del fenómeno ondulatorio asociado. Por ejemplo, los estéticos movimientos circulares de una pareja de bailarines producirán radiación gravitacional, pero la amplitud de las ondas generadas será prácticamente indetectable. Del mismo modo, el baile de dos estrellas de neutrones o dos agujeros negros en cualquier galaxia de nuestro universo también producirá el mismo tipo de fenómeno ondulatorio. La diferencia es que en este caso, debido a las masas y velocidades implicadas, la amplitud de las ondas será lo suficientemente importante como para que estas puedan ser detectadas.
Para conocer el origen del concepto de onda gravitacional hay que remontarse a principios del siglo pasado, cuando Albert Einstein revolucionó la física tal y como se conocía. Fue en 1916 y en 1918. En noviembre de 1916 Einstein publicó en Annalen der
Physik el artículo con las ecuaciones que describen la dinámica relativista del campo gravitatorio. Este trabajo fue la culminación de su teoría de la relatividad general. Dos años más tarde, el genial científico alemán descubrió que, al analizar sus ecuaciones bajo la hipótesis de campo gravitatorio débil, estas adoptaban la forma de una ecuación de ondas para unas determinadas cantidades que aparecían en las ecuaciones, los potenciales gravitatorios.
Las ecuaciones de ondas son muy comunes. Aparecen en muchas áreas de la física, gobernando la dinámica de fenómenos tan dispares como la propagación del sonido, la propagación de las vibraciones armónicas (lineales) en una cuerda o en cualquier otro tipo de material elástico, la propagación del campo electromagnético, o la dinámica de las funciones de ondas que describen campos fundamentales en física cuántica y física de partículas. La implicación de la observación de Einstein de que sus ecuaciones linealizadas obedecían a una simple ecuación de ondas no era baladí: si Einstein estaba en lo cierto, cualquier distribución de masa podía, en determinadas circunstancias, generar una radiación de origen puramente gravitatorio, similar a lo que sucede con la radiación electromagnética asociada a una distribución de carga eléctrica.
Cien años después, las históricas detecciones realizadas por los instrumentos de los consorcios LIGO y Virgo de este tipo de radiación han demostrado que Einstein tenía razón.
Cuanto mayores sean la masa y su velocidad, más amplitud tendrá la ondulación gravitatoria