Unidad de Comunicación

Por los 100 años que cumple este 2015 la publicación de la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein, y en el marco del Año Internacional de la Luz, Shahen Hacyan Saleryan, investigador del IFUNAM, presentó la charla Ondas Gravitacionales: La Otra Luz del Universo del 24 de febrero.

La Relatividad General explica que el espacio-tiempo se curva debido a la presencia de objetos con masa. El término espacio-tiempo quiere decir que el tiempo es considerado como una dimensión más en el espacio (cuarta dimensión).

Pensemos en el Sistema Solar como una sábana extendida, al colocar una esfera pesada sobre ésta, su superficie se deformará. Si después lanzamos una esfera pequeña y menos pesada que permanezca girando alrededor de la primera podemos simular lo que ocurre con el Sol y la Tierra.

Así, al mover la esfera masiva se propagará un movimiento en forma de ondas a través de la sábana. Estas ondas son predichas por la Relatividad General y se llaman ondas gravitacionales.

Entonces, una onda gravitacional es una ondulación del espacio- tiempo producida por un cuerpo masivo acelerado.

Sahen Hacyan comentó en su charla que “existen muchas similitudes entre la teoría electromagnética y la teoría gravitacional […]. La teoría de Einstein predice la existencia de ondas gravitacionales de la misma forma en que la teoría de Maxwell predice las ondas electromagnéticas y hay un paralelismo muy notorio”.

Cuando las ondas gravitacionales son emitidas por objetos o sistemas de objetos que gravitan entre sí se genera radiación gravitacional.

“En los años 50 había un gran debate entre los relativistas: algunos creían en la radiación gravitacional y otros creían que era simplemente un artificio de la teoría y que haciendo un cambio apropiado de coordenadas esta radiación gravitacional tendría que desaparecer”, contó el investigador.

Este desacuerdo prevaleció hasta que Joseph Weber decidió construir un detector de ondas gravitacionales. Su detector consistió en un cilindro de aluminio de aproximadamente dos toneladas al cual le adhirió detectores piezoeléctricos (dispositivos que transforman las lecturas en señales eléctricas).

Se suponía que cuando una onda gravitacional llegaba, el cilindro comenzaría a vibrar y las ondas serían detectadas por los piezoeléctricos. En 1967 Weber publicó un artículo en el que afirmaba tener evidencia de la existencia de las ondas gravitacionales.

Sin embargo, al hacer los cálculos según lo detectado por Weber, los teóricos encontraron que se tendrían que desintegrar cientos de miles de masas solares y transformarse en energía para poder detectar lo que él decía.

“Para mediados de los 70 ya nadie le creía, pero Weber insistía en que había detectado ondas gravitacionales, murió en el año 2000 y hasta sus últimos días seguía insistiendo en ello”, contó Hacyan.

La comunidad científica comenzó a olvidarse del asunto hasta que, en 1974, los astrofísicos estadounidenses Joseph Taylor y Russell Hulse encontraron evidencia de la existencia de estas ondas, lo que les mereció el Premio Nobel en 1993.

Lo que descubrieron Hulse y Taylor fue un pulsar (una estrella de neutrones que gira rapidísimo alrededor de un eje) cuyo periodo variaba, eso lo interpretaron (correctamente) como que ese pulsar estaba en órbita alrededor de una estrella de neutrones.

Una estrella de neutrones es el resultado de una estrella muy masiva que, después de explotar como supernova, su núcleo se comprime, los protones y los electrones se fusionan y queda una “bola” hecha sólo de neutrones.

Las estrellas observadas por Hulse y Taylor se encontraban tan cerca una de la otra que, mediante medidas muy precisas por instrumentos de radio, comprobaron que la distancia entre ellas disminuía progresivamente haciendo que siguieran una trayectoria espiral descrita por las ecuaciones de Einstein.

Este efecto espiral se debe a la liberación continua de ondas gravitacionales hacia el espacio. Demostrando así la existencia de las mismas.

El 17 de marzo de 2014 astrónomos del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsoniano anunciaron la detección por primera vez de ondas gravitacionales gracias al telescopio BICEP2 situado en el Polo Sur.

Sin embargo, análisis posteriores señalaron que no se tomó en cuenta el “confuso efecto del polvo galáctico”, que pudo afectar las observaciones. Así, la detección de ondas gravitacionales sigue en espera.

“En un futuro cercano, que ya se nos viene encima, la teoría y la tecnología para detectar estas ondas gravitacionales va ser muy importante […] y aquí lo importante es que hay muchísimo dinero invertido, o sea que la relatividad general ya no es el patito feo de la física, es algo que tiene que ver con la vida real”, concluyó Hacyan Saleryan.