Las ondas gravitacionales fueron predichas hace cien años, pero se detectaron por primera vez hace tres, el 14 de septiembre de 2015. Así ha dado comienzo una nueva era, la de la astronomía de ondas gravitacionales, y también de la llamada astronomía multimensajero, que consiste en observar un mismo evento astrofísico con muchos tipos de observatorios, explicó Miguel Alcubierre, director del Instituto de Ciencias Nucleares.
Al participar en el Día de Puertas Abiertas de la entidad a su cargo, explicó que esas ondas son perturbaciones en la gravedad que se propagan a la velocidad de la luz y se originan en los eventos más violentos del universo, como la colisión de dos agujeros negros.
Hasta hoy se han detectado cuatro choques de esos objetos y uno probable, pero no sólo eso: el 14 de agosto de 2017 se realizó la primera detección de la colisión de dos estrellas de neutrones. En el primer caso hay ondas gravitacionales, pero no se ve nada porque esos hoyos no emiten luz; pero cuando chocan dos estrellas “hay una explosión impresionante, hay fuegos artificiales” y por ello se pudo observar una emisión de rayos gamma.
Telescopios ópticos en Chile tomaron fotos de galaxias en la región del cielo donde se registró el fenómeno e identificaron una kilonova (una fusión de dichas estrellas que brillaría como mil novas o explosiones termonucleares estelares) en la galaxia NGC 4993. Se le dio seguimiento por semanas y se le observó en ondas de radio, en rayos X y gamma, en luz visible y en ondas gravitacionales.
El director explicó que con el choque se emiten chorros de gas a altísimas velocidades; los gases, que tienen elementos pesados, se expanden. En esa nube se forman elementos mucho más allá del hierro, en grandes cantidades. En particular se detectaron señales de platino y oro; se calcula que de este último elemento se produjo el equivalente a varias veces la masa de la Tierra.
En el Auditorio Marcos Moshinsky, Alcubierre recordó que el descubrimiento de las ondas gravitacionales fue motivo para que el Premio Nobel de Física 2017 le fuera otorgado a Rainer Weiss, Barry C. Barish y Kip S. Thorne, aunque en realidad fue el resultado del trabajo de muchas personas. “El artículo científico original donde se reporta el hallazgo tenía mil autores, pero ellos fueron los líderes iniciales del proyecto”.
Alcubierre expuso que desde el siglo XVII existía la teoría de la gravitación universal de Newton, que explica el movimiento de los planetas alrededor del Sol, de la Luna en torno a la Tierra, de los cometas y la caída de los cuerpos en nuestro planeta. Incluso hoy se usa para calcular las trayectorias de las naves espaciales.
En 1905 Albert Einstein publicó su teoría especial de la relatividad, que habla del movimiento de los objetos cuando van a velocidades cercanas a la de la luz y predice que nada (campos de fuerza, energía, etcétera) puede viajar más rápido que ella; “pero la teoría de Newton, que establecía que la gravedad era instantánea, violaba esto”.
Así, el científico alemán se dedicó a tratar de encontrar una nueva teoría de la gravedad compatible con la relatividad. Siguió la teoría electromagnética de Maxwell, cuyas leyes predicen que los cambios en el “campo electromagnético” se propagaban a través del espacio como ondas, justo a la velocidad de la luz, y aparece el concepto inventado por Faraday: campo de energía.
Se decía que en la naturaleza hay entidades físicas que no están hechas de materia, de átomos, que no son sólidos, líquidos, gases o plasmas, sino campos de energía, eléctrico y magnético. Con base en esas ideas, Einstein propuso la teoría general de la relatividad. Ahí, la velocidad de la gravedad ya no es instantánea, sino finita, y es la de la luz, y la gravedad es una manifestación de la curvatura o deformación del espacio y el tiempo.
Así, se esperaba la existencia de las ondas gravitacionales, pero durante décadas, muchos físicos creyeron que eran sólo un artefacto matemático.
