Desde que Einstein mencionara por primera vez las ondas gravitacionales en su Teoría de la Relatividad General, la ciencia lleva más de cien años tratando de demostrar su existencia. ¿Qué son estas ondas y por qué son tan importantes? Este encantador vídeo animado lo explica.
Cuestión de masa
Todo comienza con el tejido del espacio-tiempo. Si imaginamos este tejido como una gigantesca cama elástica, es fácil imaginar que los objetos deforman su superficie y que, cuanto más masa tiene el objeto, más profunda y amplia es la deformidad que causa en la superficie lisa.
Esa es la razón por la que los objetos menos masivos tienden a girar alrededor de los grandes o a verse afectados por ellos. Si después de posar una bola de bolos sobre la cama elástica, ponemos una pelota de tenis a rodar, esta lo hará girando alrededor de la primera como un planeta gira alrededor de una estrella.
Masa + velocidad = ondas
Las ondas gravitacionales se producen cuando estos objetos masivos se mueven a gran velocidad. De nuevo, es fácil imaginar cómo se movería la cama elástica si dos bolas de bolos describieran círculos rápidamente sobre su superficie. Las ondulaciones se desplazan como las ondas en la superficie de un estanque. Todos los cuerpos que tienen masa generan estas ondas, pero la gravedad es una fuerza muy débil en la escala del universo, por lo que solo serían detectables las ondas causadas por objetos realmente masivos.
Cómo medir lo que no se puede medir
Si estas ondas realmente existen (y todo apunta a que sí, aunque aún no se hayan demostrado de manera directa) deberían producir una sutil variación en el tejido del espacio tiempo haciendo que la distancia entre dos puntos se alargue y se contraiga de manera imperceptible para el ser humano. La mejor forma de medir estas variaciones es utilizar la luz.
Si el tejido del espacio-tiempo sufre una alteración, la luz debería de tardar más o menos tiempo en viajar entre dos puntos. Esa es, en esencia la técnica que utilizan en el Observatorio LIGO (Observatorio de interferometría láser de ondas gravitacionales, por sus siglas en inglés). LIGO consta de varios túneles de cuatro kilómetros por los que se disparan láseres para tratar de medir las variaciones que introducen las ondas gravitacionales.
Huelga decir que la tarea no es sencilla. Dada la escala, equivale a tratar de determinar si un palo de 1.000.000.000.000.000.000.000 metros se ha encogido o extendido 5mm. Por otra parte, es difícil separar el efecto de las ondas del efecto que pueden causar otras fuerzas a nivel local.
Por qué son tan importantes
Probar la existencia de estas ondas significa abrir la puerta a una manera completamente nueva de explicar el universo que nos puede ayudar a desentrañar numerosos misterios de la física, desde el big-bang a los agujeros negros. Es un descubrimiento tan fundamental que puede cambiar nuestra manera de hacer ciencia en poco tiempo. Por eso es tan importante.
El autor del vídeo es Jorge Cham, de PhD Comics, junto a Umberto Cannella al frente del guión. Ambos han logrado un magnífico vídeo de divulgación sobre una de las cuestiones más complejas de explicar de la física. Sobre estas líneas está el vídeo completo en inglés.
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