Con el descubrimiento, el pasado 11 de febrero, de las ondas gravitacionales, la astronomía ha entrado en una era completamente nueva que requiere nuevo instrumental. La Agencia Espacial Europea (ESA) acaba de informar que el primero de esos instrumentos no solo está en posición, sino que funciona mucho mejor de lo esperado.

Esquema de los puntos de Largange (distancias no reales). Vía Wikimedia Commons

¿Qué es LISA Pathfinder?

Se trata de una sonda espacial experimental que la ESA lanzó el 3 de diciembre de 2015 y que llegó a su destino seis semanas después. Ese destino es el Punto de Lagrange L1, a 1.5 millones de kilómetros de nuestro planeta en dirección al sol. Es una distancia orbital en el que la fuerza de gravedad del Sol y la de la Tierra (mucho más próxima) se anulan mutuamente, de manera que el objeto situado en ese punto neutral tiene el mismo período orbital que la Tierra.

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LISA Pathfinder comenzó a comprobar sus sistemas el 13 enero de 2016. Tras chequear que todo funcionaba correctamente, la misión científica propiamente dicha comenzó el 1 de marzo. Sus resultados se han anunciado el 7 de junio de 2016.

Interior de la cámara de electrodos de la LISA Pathfinder. Foto: ESA

¿Qué experimento está llevando a cabo?

Dentro de la LISA Pathfinder hay dos cámaras idénticas a 38cm una de otra. En el interior de cada una flotan dos cubos elaborados a partir de una aleación de platino y oro. Cada cubo mide 46 mm de lado y pesa 1,9 kilos. La cámara está formada por una serie de sensores unidos a unos impulsores externos que mantienen los cubos en un estado permanente de caída libre, sin contacto mecánico con las paredes de la cámara. Ocasionalmente, un sistema de pulsos de luz ultravioleta mantiene estables los cubos dentro de la cámara. Al mismo tiempo, las paredes de la cámara aislan los cubos de cualquier perturbación externa como el viento solar, la radiación cósmica o la propia luz de nuestra estrella. Dos interferómetros láser se encargan de medir la distancia de un cubo a otro dentro de sus cámaras.

Esquema del instrumental con las dos cámaras y sus cubos. Foto: ESA / ATG MediaLab

¿Qué mide exactamente este sistema?

Un punto gravitatorio neutro en el espacio y dos objetos flotando sin ningún tipo de perturbación externa. El lector prevenido ya adivinará que la misión de la LISA Pathfinder tiene que ver con la gravedad, y más concretamente con las ondas gravitacionales. La sonda opera de una manera similar a como lo hace el observatorio LIGO que descubrió las ondas gravitacionales el pasado 11 de febrero. En un entorno tan aislado como ese, cualquier movimiento en los cubos no causado por el propio instrumental debería tener su origen en una onda gravitacional.

¿Cuál ha sido el logro?

LISA Pathfinder no puede detectar ondas gravitacionales por sí misma. Sus cubos están demasiado cerca uno del otro. El éxito de la misión es que el dispositivo funciona a la perfección. Los cubos permanecen flotando completamente inmóviles y el sistema es capaz de detectar su posición relativa con una precisión inferior al diámetro de un átomo. Martin Hewitson, del Instituto Albert Einstein Institute y la Universidad de Leibniz explica que se trata de una exactitud cinco veces mayor a la que esperaban para ese instrumento. La única perturbación que los investigadores han encontrado son son las esporádicas partículas de gas residuales que aún quedan en la cámara y que están tratando de extraer.

Calibrando la Pathfinder antes de su lanzamiento. Foto: ESA

¿Y ahora qué?

El éxito de LISA Pathfinder supone la inmediata luz verde al programa LISA (LaserInterferometer Space Antenna), un proyecto que pretende desplegar tres sondas como la Pathfinder para el año 2034. Combinadas, estas sondas formarán una gigantesca antena triangular de un millón de kilómetros de lado cuyo objetivo será medir ondas gravitacionales con una precisión nunca antes vista. En otras palabras, la comunidad científica tendrá acceso a los datos de un observatorio espacial que sería imposible construir en la Tierra.

¿Por qué es tan importante?

Predecidas por Einstein en su teoría general de la relatividad, las ondas gravitacionales son perturbaciones en el espacio-tiempo causadas por la aceleración de objetos con masa. Hasta ahora, hemos observado el universo solo a través del espectro electromagnético. El estudio de las ondas gravitacionales es, por poner una analogía, como pasar de ver una imagen en blanco y negro a verla a todo color. Los datos que recibamos de instrumental como LISA no solo nos permitirán entender mejor fenómenos cósmicos como los agujeros negros sino también, eventualmente, desentrañar los misterios de la gravedad y lograr los avances de la física que nos permitan viajar por el espacio más allá de nuestro Sistema Solar. [Physical Review Letters vía ESA]


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