Einstein tenia raó

Un equip internacional de científics ha aconseguit per primera vegada detectar de manera directa les elusives ones gravitacionals, un fenomen l’existència del qual va ser prevista fa un segle per la teoria general de la relativitat, però que el mateix Albert Einstein va considerar que mai es podria confirmar perquè aquestes imperceptibles ondulacions tot just interaccionen amb la matèria. Les ones gravitacionals són vibracions que provoquen deformacions en l’espai-temps, el material de què està constituït l’univers.

Científics de l’Institut de Tecnologia de Califòrnia (Caltech), l’Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT) i l’experiment detector LIGO van explicar en roda de premsa que l’observació es va produir el 14 de setembre, encara que no se n’ha informat fins ara per tenir-ne la certesa absoluta. El mateix van comentar els responsables europeus de l’experiment VIRGO, situat a prop de Pisa (Itàlia), que han col·laborat amb els seus col·legues dels Estats Units.

Concretament, els investigadors han pogut determinar que les ones procedeixen de dos forats negres gegants –un 29 i un altre 36 vegades més massius que el nostre Sol– que es van fusionar en un de sol fa 1.300 milions d’anys. El forat resultant té 62 masses, tres menys del que s’esperava, una circumstància que els científics atribueixen al fet que es va convertir en energia expulsada en forma d’ones gravitacionals. «Hem completat el llegat d’Einstein en el centenari de la seva teoria de la relativitat», destaquen els científics. El descobriment es publicarà en la revista Physical Review Letters.

Segons va proposar Einstein el 1915, les ones gravitacionals es formen de resultes de l’acceleració de qualsevol objecte amb massa. No obstant, només en el cas d’alguns dels successos més violents de l’univers, com ara explosions de supernoves, fusions de forats negres i esclats de raigs gamma, tindrien prou entitat per poder arribar a la Terra i ser detectades.

De forma poètica, aquestes ones, que es propaguen a la velocitat de la llum distorsionant el teixit de l’espai-temps, són comparades sovint amb l’efecte que una pedra ocasiona quan és llançada sobre un llac. Com més lluny estan les ones, més febles són.

La informació de què disposem actualment de l’univers procedeix de l’espectre electromagnètic que desprenen els objectes, des de la llum visible a l’infraroig, però les ones gravitacionals ofereixen una nova visió. «Fins ara sempre hem observat l’univers amb el sentit de la vista –resumeix Carlos Sopuerta, investigador de l’Institut de Ciències de l’Espai o ICE (CSIC-IEEC), a Barcelona–, però amb les ones gravitacionals obrim un camí per sentir-ne el so».

RECERCA DES DEL 2004

LIGO, inaugurat el 2004, està format per dos detectors situats a Livingston (Louisiana) i Hanford (Washington), separats per 3.000 quilòmetres, que han sigut concebuts per captar les vibracions increïblement petites generades pel pas de les ones gravitacionals quan arriben a la Terra. «Qualsevol massa que es mou en una línia no recta crea ones gravitacionals, però com que la gravetat és una força molt feble és complex apreciar-les», insisteix Roberto Emparan, investigador ICREA a l’Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (UB). Per posar un exemple, Emparan comenta que per expressar en watts la potència gravitatòria que genera una persona quan està fent voltes en uns cavallets seria necessari un decimal seguit de 52 zeros. «Per aquest motiu només s’aspira a detectar les que es formen en fenòmens violents», afirma l’investigador.

Els detectors de LIGO –interferòmetres– estan formats per un sistema de túnels de quatre quilòmetres pels quals circulen làsers que reboten en miralls i interfereixen al creuar-se. Si passa una ona gravitatòria a través del sistema detector, la distància recorreguda pel raig làser varia, «encara que molt menys que el gruix d’un protó», explica Alicia Sintes, membre del Grup de la Relativitat de la Universitat de les Illes Balears (UIB), l’únic equip espanyol que ha participat en LIGO.

«Tot i així, l’experiment va ser concebut per ser capaç de recollir aquestes diferències», afegeix Sintes. El detector de Livingston va gravar el succés set mil·lisegons abans que ho fes el de Hanford, fet que ha permès als científics arribar a desxifrar l’origen de les ones.

Notícies relacionades

¿Què són les ones gravitacionals?

¿Com sonarien les ones gravitacionals?

L’experiment pot obrir una nova era en l’astrofísica. La llum visible o les ones de ràdio són molt fàcils de produir i de detectar, però s’acaben absorbint, difuminant, de manera que ofereixen en certa manera una informació pertorbada. «En canvi, les ones gravitacionals són difícils de detectar, però costa molt parar-les –il·lustra Emparan–. Donat que no interactuen amb la matèria, o hi interactuen molt poc, ens poden donar una visió nítida de l’univers. Per aquest motiu ens interessen molt». «Les ones porten  una informació sobre els seus orígens que està lliure de la distorsió soferta per la radiació electromagnètica a mesura que viatja a través de l’espai intergalàctic», afegeixen els responsables de LIGO. Entre altres possibilitats, comenta Sintes (UIB), la detecció obre el camí per observar objectes que no emeten llum, com els forats negres. «També podrem estudiar el que va passar just després del Big Bang, quan l’univers no tenia un segon d’edat», afegeix Sintes.

MESURAMENTS SUPERPRECISOS

¿I tot això tindrà alguna aplicació pràctica? L’interès astrofísic és inqüestionable i justifica l’esforç, considera Emparan, però a més les tecnologies desenvolupades per a la detecció d’ones gravitacionals potser puguin servir en un futur per aconseguir mesuraments superprecisos. Així progressa la ciència. «Sense anar més lluny, el GPS és també un resultat de la teoria de la relativitat», conclou l’investigador de la UB.