Los cofundadores de LIGO, Rainer Weiss y Kip Thorne, durante el anuncio de la detección de ondas gravitacionales. Imagen: Getty

El 14 de septiembre de 2015, cien a√Īos despu√©s de que las predijera Einstein en su teor√≠a de la relatividad, los cient√≠ficos del Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interfer√≥metro L√°ser (LIGO) detectaron por primera vez lo que Rainer Weiss y Kip Thorne llevaban cuatro d√©cadas buscando.

Hoy Weiss y Thorne, cofundadores de LIGO, y Barry Barish, director del observatorio desde 1997, han sido galardonados con el Premio Nobel de F√≠sica por la primera observaci√≥n de ondas gravitacionales. El tiempo que llevaban esperando ese momento no fue nada comparado con los 1300 millones de a√Īos que tard√≥ la se√Īal ‚ÄĒondulaciones del espacio-tiempo‚ÄĒ en llegar a la Tierra. Proven√≠an de una colisi√≥n entre dos agujeros negros.

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La onda gravitacional detectada por los observatorios LIGO Livingston y LIGO Hanford. Imagen: LIGO

LIGO es un proyecto conjunto del MIT y Caltech, los dos institutos tecnol√≥gicos m√°s importantes de Estados Unidos. Est√° dividido en dos observatorios id√©nticos que funcionan a la vez para poder descartar falsas detecciones: uno se encuentra en Livingston, Luisiana, y el otro en Hanford, Washington. La primera generaci√≥n de LIGO empez√≥ a funcionar en 2002 y se apag√≥ en 2010 sin haber detectado ondas gravitacionales. Los detectores no ten√≠an la sensibilidad suficiente para observar la d√©bil radiaci√≥n gravitatoria de un universo en el que los √°tomos vibran incluso por efecto de la temperatura. Dos agujeros negros que chocan en una galaxia distante producen en la Tierra unos desplazamientos del orden de una billon√©sima parte del di√°metro de un √°tomo: ondulaciones m√°s peque√Īas que un prot√≥n. Es como intentar comprobar si un palo de 1.000.000.000.000.000.000.000 metros se ha encogido o extendido cinco mil√≠metros, pero con un mont√≥n de molestas interferencias (vibraciones s√≠smicas de la Tierra, el ruido de un tren que pasa...).

A pesar de todo, Rainer Weiss, del MIT, y Kip Thorne, de Caltech, estaban firmemente convencidos de que las ondas gravitacionales pod√≠an ser detectadas y de que su observaci√≥n revolucionar√≠a nuestro conocimiento sobre el cosmos. A mediados de los 70, Weiss ya hab√≠a analizado posibles fuentes de ruido que perturbar√≠an las mediciones y hab√≠a dise√Īado un interfer√≥metro l√°ser que solucionar√≠a el problema. El principio era simple: si las ondas gravitacionales existen, entonces la distancia entre dos puntos debe alargarse y contraerse cada vez que pasa una onda. Y as√≠ es: la curvatura del espacio funciona como una fuerza de marea, pero solo podemos detectarla cuando se dan¬†fen√≥menos suficientemente energ√©ticos y cercanos (cuanto m√°s lejos est√©n los objetos, menos ondas llegar√°n).

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Esquema del funcionamiento de un interferómetro láser como el de LIGO. Imagen: PhD Comics

Para medir esas vibraciones del espacio-tiempo necesitamos usar la luz, cuya velocidad es constante. Cada observatorio del LIGO consta de dos t√ļneles perpendiculares de cuatro kil√≥metros por los que se disparan l√°seres muy precisos. Cuando estos t√ļneles son atravesados por una onda gravitatoria, uno se alarga y el otro se contrae. Sabemos que la luz tiene propiedades de onda, as√≠ que superponer los dos haces del l√°ser y estudiar sus interferencias nos permite medir las variaciones de los t√ļneles.

Albert Einstein predijo las ondas gravitacionales en 1915, pero cre√≠a que eran imposibles de encontrar al ser tan extremadamente d√©biles. En eso estaba equivocado. En los √ļltimos siete a√Īos, m√°s de mil cient√≠ficos e ingenieros han trabajado en un nuevo ‚ÄúLIGO avanzado‚ÄĚ, con l√°seres m√°s potentes y un sistema mejorado para aislar el experimento de las vibraciones del suelo. Comenz√≥ a operar en septiembre de 2015, con cinco veces la sensibilidad del original. Ese mismo mes detect√≥ las primeras ondas gravitacionales. No habr√≠a sido posible sin el trabajo de Rainer Weiss y Kip Thorne (una de las mayores autoridades del mundo en la teor√≠a de las ondas gravitacionales), quienes fundaron el proyecto en 1984, as√≠ como el de Barry Barish, quien ha liderado el proyecto hasta conseguir su fin.

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Científicos de LIGO (Rainer Weiss a la izquierda) durante la primera observación de ondas gravitacionales. Imagen: LIGO

Las ondas gravitacionales son una forma completamente nueva de observar los eventos más violentos del universo. Desde el principio de los tiempos hemos observado el cosmos a través de la luz y el resto de ondas electromagnéticas, y ahora tenemos una nueva puerta al conocimiento. La detección de ondas gravitacionales nos acerca al nacimiento del universo y a todo aquello que no podemos ver con nuestros ojos o con un telescopio.

Las ondas gravitacionales son testigos de lo que las ondas electromagn√©ticas no vieron. En 1798, Pierre-Simon Laplace ya teorizaba sobre los agujeros negros, una fuerza de gravedad tan fuerte que hac√≠a que las part√≠culas de luz no pudieran escapar. Eso mismo ocurri√≥ tras el Big Bang hace 13.800 millones de a√Īos: la luz no pod√≠a escapar de la densidad de aquel universo primitivo, y solo la radiaci√≥n gravitatoria puede confirmarnos hoy lo que sucedi√≥ realmente. Las ondas gravitacionales son testimonio directo estos eventos, as√≠ que nos aguardan una gran cantidad de descubrimientos gracias a f√≠sicos como Weiss, Thorne y Barish.