DIEZ AÑOS DE ONDAS GRAVITACIONALES

[Música] La Universidad industrial de Santander presenta Astronomía a la aire, una cita con el universo. [Música] Desde hace diez años, las hondas gravitacionales nos atraviesan descaradamente. Antes también, pero no nos constaba. Pero hace una década, las hondas gravitacionales fueron detectadas. ¿Qué novedades nos ha desparado esta década? Regala menos minutos y te cuento. La ley de gravitación universal de Newton tiene una falla de origen, supone una acción instantánea a distancia y eso es problemático. En 1905, Einstein entendió que la velocidad de la luz es una barrera que nada ni nadie puede superar. Desarrollar una nueva teoría de la gravitación, libre del pecado de la propagación instantánea se convirtió en una urgencia conceptual. No fue que si Einstein se despertó un día y dijo, "Oye amalesí como con ganas de hacer una nueva teoría de la gravedad, no, así no funciona". En 1915, Einstein publicó la relatividad general. La exitocísima teoría de la gravitación que resolvió el problema y nos dio una nueva mirada sobre la gravedad. La gravitación universal de Newton es una aproximación muy buena, pero la relatividad predisa fenómenos que la teoría de Newton no predice, por ejemplo, hondas gravitacionales. Einstein demostró el 1916 que las ecuaciones de la relatividad establecían que los cuerpos masivos cuando están acelerados emiten hondas gravitacionales. Son campos gravitacionales que viajan a la velocidad de la luz. Poco después obtuvo una expresión para la energía que emitirían cada segundo, dos masas que giregan alrededor de la otra. El valor era decepcionantemente débil. Para hacernos una idea, la potencia de las hondas gravitacionales emitidas por el sistema Tierra Sol es de apenas unos 200 vatios, menor que la de un bombillo de casa. Repartidos alrededor de todo el sistema solar, eso es ciertamente indetectable. La razón de que esa energía sea tan pequeña es por lo débil que es la fuerza gravitacional. Spoiler, la agarravedad en la fuerza más débil de todas no creas en cuentos de youtubers. Una predicción en ciencia siempre es buena, pero una predicción confirmada es mejor. Como Santo Tomás, detectar para creer. Si queremos detectar hondas gravitacionales, hay que buscarlas en fenómenos muy violentos y necesitan un detector de hondas gravitacionales. Como sea la red que lanzes, así serán los peces que atraparás. El diseño de un detector depende de las características de lo que quieras detectar. También hacen falta astrofísicos que nos digan cuáles son las posibles fuentes que emiten hondas gravitacionales. Físicos teóricos que provean las ecuaciones que las describen, con putistas que diseñen códigos para hallar soluciones numéricas, porque las ecuaciones de la relatividad general tienen la malísima costumbre que ser muy pero muy complicadas y no se pueden resolver a mano. Necesitas hacer simulaciones numéricas y plantillas para comparar con lo que el detector registre cuando reciba una honda gravitacional. Inesecitas físicos experimentales e ingenieros capaces de construir la tecnología ultra sofisticada, tan sensible que sea capaz de registrar variaciones de distancia de una milésima parte de un partón. Una locura. Inesecitas dólares. Muchos dólares. Más de mil investigadores, estudiantes de doctorado, grupos de investigación de muchas universidades, técnicos diseñadores, pero ¿quién dijo miedo? Los ciertos que al observatorio gravitacional por interferometría la hacer, ligo, para los íntimos, registró la primera detección en septiembre del 2015 y en febrero del 2016, con bombos y platillos filtraciones de información, medios informativos, expectativas, chismes, CNN y campaña fría, vino el anuncio. Eureka Eureka, las encontramos hubiera podido haber gritado David Wright, el director ejecutivo del ligo con un archímido cerredibivo, si hubiera sido griego, pero era gringo de modo que el acónicamente solo anuncio. With Direct, hemos detectado ondas gravitacionales. La detección fue registrada casi un siglo después de la predicción y el patrón de la señal permitió concluir que correspondía a los últimos segundos de dos agujeros negros a 1.300 millones de años luz. Ellos espiralíaban. Si se nos permite el verbo a velocidades cercanas a la de la luz, emitiendo ondas gravitacionales hasta que en cuestión de segundos se fundieron en un solo agujero negro y el sistema se estabilizó y dejó de emitir. Durante los instantes finales de esa fusión, se emitió alrededor de 50 veces más energía transportada por las ondas gravitacionales que toda las galaxias del universo observable en energía de ondas electromagnéticas. Dos años después, en 2017 se registró por primera vez la fusión de dos estrellas de neutrones, eventos que se conocen como el nombre de kilonobas. El detector espacial cerne y detectó la recepción de rayos gama casi simultáneamente con la activación de los detectores del ligo. Como hubo emisión de ondas gravitacionales y de ondas electromagnéticas, se pudo demostrar que la velocidad de las ondas gravitacionales es igual a la velocidad de la luz, como perencia a la relatividad. Además, el análisis de la luz que despidió permitió confirmar que la mayor parte del oro y el platino del universo se forma en esas fusiones de estrellas. En ese choque del 2017, se formaron alrededor de varias veces la masa de nuestro planeta en oro. El sueño húmedo de cualquier terrificante. Ese año, el novel fue para el físico teórico Kirchzorne, Reiner Weiss y Barri Varich. Los artifices principales del ligo. En estos 10 años, luego de la porte en toda observación del 2015, se han construido nuevos detectores que trabajan en estrecha colaboración con ligo y que han registrado más de 300 detectiones, figuras de tú, de las que se han confirmado como un centenar, casi todas, de fusión de agujeros negros con agujeros negros. Dos, de estrellas de neutrón con estrellas de neutrón y una mixta de estrellas de neutrón con agujeros negros. Terminando a escribir este post, fueron anunciados los resultados y una detección hecha en enero del 2025. Ligo tiene hoy el triple de la precisión de hace 10 años. Y esa precisión permitió observar el cumplimiento un resultado teórico muy importante, hecho por el mediático Stephen Hawkins en los años 70. Cuando todos agujeros negros se funden en un solo, el área de agujeros negros resultante es mayor que la suma de las áreas de los agujeros negros antes de funcionarse. Una vez más, el resultado teórico era verificado con precisas observaciones. Esta detección la más clara hasta ahora también nos reveló que a pesar de que antes de que se fusionen los agujeros negros, la física es extremadamente compleja, una vez funcionados, el mare magnum se calma en una situación asombrosamente simple. El agujero negro final está escrito solo por su masa y su rotación. Para que alarbege un poco, está descrito por la solución de Kerr. La fortaleza de las hondas que gravitacionales en talancia de hablarnos del universo es paradójicamente su debilidad. Las hondas gravitacionales pasan casi inadvertidamente a través de la materia, sin sufrir lesteraciones, brindándonos una información precisa de la naturaleza de la fuente que emite las hondas. Nuevos detectores en tierra y en el espacio nos prometen para dentro de una década captar hondas gravitacionales que nos informen de los primerísimos instantes después del Big Bang. En los primeros 400.000 años, el universo no puede ser observado con telescopios ordinarios, porque era muy caliente la materia de un plasma que es ópticamente opaca. La detección de las primeras hondas gravitacionales hace 10 años es una singular metáfora de cuando Galileo levantó por primera vez un telescopio los cielos y presagió al telescopio espacial James Webb. La astronomía de hondas gravitacionales apenas comienza, pero promete revelarnos intipidades escondidas de nuestro universo. Como dice al comentarizad deportivo, el juego se puso lindo. John, narración y edición, Héctor Rago. Twitter arroba Astroal aire. [Música]