OPINIÓN: Nuevos telescopios revelan una catástrofe cósmica

Don Lincoln señala que unos detectores de ondas gravitatorias mostraron que dos agujeros negros, que llevaban eones enzarzados en una danza letal, finalmente chocaron.
Cosmos  Las ondas gravitatorias surgen cuando las fibras del espacio y del tiempo se distorsionan por el movimiento de masas enormes.  (Foto: Shutterstock)
Don Lincoln

Nota del editor: Don Lincoln es jefe de físicos de Fermilab. Hace investigaciones con el Gran Colisionador de Hadrones. Escribió el libro The Large Hadron Collider: The Extraordinary Story of the Higgs Boson and Other Stuff That Will Blow Your Mind y produce una serie de videos de divulgación científica. Síguelo en Facebook. Las opiniones en esta columna pertenecen exclusivamente al autor.

(CNN) — Cada vez que se enciende un nuevo telescopio aprendemos algo fundamental sobre nuestro universo.

Con su primer telescopio, Galileo vio las lunas de Júpiter y destruyó para siempre la idea de que la Tierra era el centro del universo. Edwin Hubble usó el observatorio del monte Wilson en 1971 para demostrar que existen otras galaxias y que la Vía Láctea era solo una entre muchas.

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Los satélites Vela que orbitaron la Tierra en la década de 1960 se diseñaron para detectar los rayos gamma que acompañan a una explosión nuclear. Funcionaron, pero también descubrieron ráfagas de rayos gamma procedentes del espacio, que finalmente se identificaron como la explosión de una estrella que fue tan violenta que pudo verse en todo el universo.

El miércoles 27 de septiembre, los científicos hicieron un anuncio de tremenda importancia relacionado con la versión más reciente del "telescopio": los detectores de ondas gravitatorias. Lo que revelaron fue la observación de una calamidad cósmica.

Ocurrió, literalmente, hace mucho, mucho tiempo, en una galaxia muy, muy lejana. Dos hoyos negros, que estuvieron enzarzados en una danza letal durante eones, finalmente chocaron. A lo largo de unos cuantos milisegundos, se liberó la energía equivalente a la masa de tres estrellas del tamaño de nuestro sol y las ondas gravitatorias rugieron por todo el cosmos.

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Las ondas gravitatorias surgen cuando las fibras del espacio y del tiempo se distorsionan por el movimiento de masas enormes. Albert Einstein predijo su existencia en 1916. Con este anuncio, se dio a conocer que dos hoyos negros de masas equivalentes a la de 31 y 25 soles, respectivamente, se combinaron para crear un solo hoyo negro más grande, con una masa 53 veces mayor a la de nuestro sol.

Durante ese breve instante, la energía gravitatoria de esa colisión eclipsó a la luz emitida por todas las galaxias del universo conocido. Tras viajar durante unos 1,800 millones de años luz, el grito de muerte de estas dos estrellas antiguas pasó por la Tierra.

El 14 de agosto, tres detectores registraron el paso de estas ondas gravitatorias: dos detectores en Estados Unidos (uno en Hanford, Washington, y otro en Livingston, Louisiana, conocidos como Observatorio de Interferómetro Láser para Ondas Gravitatorias o LIGO, por sus siglas en inglés) y otro detector situado cerca de Pisa, Italia, conocido como Virgo.

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Los tres detectores tienen forma de L y cada una de las piernas tiene alrededor de 3.5 km de largo. Por medio de láseres y espejos, estos fenomenales equipos científicos pueden medir cambios diminutos en la longitud de las piernas de los detectores e identificar el paso de las ondas gravitatorias.

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En febrero de 2016 se hizo la primera observación directa de las ondas gravitatorias por medio de los dos detectores del LIGO; más tarde, en junio de 2016, anunciaron una más. Como Virgo estaba en remodelación, no estaba funcionando cuando se hicieron las dos primeras mediciones.

Las mejoras a Virgo quedaron listas y empezó a funcionar el 1 de agosto, así que también registró las ondas gravitatorias del 14 de agosto.

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La adición de un tercer centro representa una mejora enorme en cuanto a capacidad. Como ocurre con los sismógrafos en la Tierra, los detectores de ondas gravitatorias no son direccionales y no pueden determinar individualmente el origen de las ondas. Sin embargo, si se usan varios detectores y se registra cuidadosamente el tiempo de llegada de las ondas gravitatorias a cada detector, los científicos pueden triangular y mejorar enormemente la precisión direccional de la medición.

Al incluir a Virgo en las dos mediciones del LIGO, las mediciones científicas del origen estelar de las ondas mejoró 10 veces. Si se construye un centro más en India, llamado Indigo (una copia exacta del equipo del LIGO), habría mejoras considerables.

Pero ¿por qué son interesantes los observatorios de ondas gravitatorias?

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Bueno, la respuesta más sencilla es que sirven para verificar que es correcta la teoría general de la relatividad de Einstein, pero esa respuesta no es muy satisfactoria. Ya ha habido muchas otras pruebas de la relatividad general, tales como el simple hecho de que el GPS de tu teléfono no funcionaría si la teoría no fuera correcta.

Una respuesta más satisfactoria tiene que ver con la astronomía. Los hoyos negros son sencillamente eso: hoyos. Son los cadáveres de las estrellas muertas, tan masivos y compactos que ni siquiera la luz puede escapar de ellos. Literalmente no se los puede ver y antes de que el LIGO comenzara a funcionar, su existencia solamente podía inferirse por el efecto gravitatorio que tienen en sus vecinos o porque la luz, usualmente rayos X que emiten los gases calientes, cae en el hoyo negro.

Sin embargo, no se puede ver un hoyo negro aislado. Interactúa a través de la gravedad y aun así, solo emite radiación gravitatoria cuando se mueve. Es por ello que los detectores como el de LIGO o el Virgo son la única forma de verlos. Son, esencialmente, telescopios para hoyos negros.

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A pesar de que solo se han hecho unas cuantas observaciones de ondas gravitatorias, las mediciones del LIGO han dejado perplejos a los científicos. Antes de 2016, los astrónomos pensaban que había dos clases de hoyos negros: los hoyos negros estelares, con masas no mayores a 10 veces la de nuestro sol, y los hoyos negros monstruosos y masivos del centro de las galaxias, con masas entre cientos y miles de veces mayores a las de nuestro sol. No esperaban encontrar hoyos negros de 30 veces la masa de nuestro sol. Sin embargo, eso es justo lo que el LIGO (y ahora el LIGO junto con Virgo) han observado.

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Si la historia nos ha enseñado algo es que un nuevo telescopio implica que deberíamos esperar lo inesperado. Al estudiar las ondas gravitatorias aprenderemos algo que no puede observarse de otra forma. No hay cómo saber qué es lo que aprenderemos, pero estoy seguro de que será fascinante.

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