Gerardo Herrera Corral - Agujeros negros y ondas gravitacionales

Dos maneras de entender las Fuerzas en la fisica moderna. La Fuerza gravitacional en terminos de geometría del espacio-tiempo (izquierda), las interacciones electromagnética, débil y fuerte como el intercambio de partículas mediadoras (derecha). Estas tres pueden ser atractivas o repulsivas y son descritas por la mecánica cuántica.

La idea de partículas intermediarias como portadoras de Fuerza surge de la interpretación de las matemáticas que explican al fenómeno en la mecánica cuántica.

La Fuerza gravitacional es la más débil de las cuatro interacciones y no obstante es la que gobierna la estructura y forma del Universo en su gran escala. En este ámbito de lo macroscópico la gravitación es central para entender la posible existencia y comportamiento de agujeros negros, la actividad de los pulsares y cuásares, y la propagación de ondas.

En la escala microscópica es importante entender cómo la Gravedad se relaciona con las otras Fuerzas. El origen del Universo y lo que ocurre en los agujeros negros nos plantean interrogantes sobre el comportamiento del espacio-tiempo en el mundo diminuto donde se fragmenta la energía y las interacciones.

Antes de tener la Teoría de la Relatividad General que da cuenta de la Gravedad con una nueva concepción de lo que es el espacio y el tiempo, tuvimos la Ley Universal de la Gravedad que formuló Isaac Newton. Los efectos que predice la moderna Teoría de la Relatividad General son muy parecidos a los que describe esta teoría clásica cuando los campos son débiles o varían muy lentamente en el tiempo. Sin embargo, la Teoría de la Relatividad General de la gravitación predice nuevos fenómenos cuando los campos son intensos o varían con rapidez.

Para Isaac Newton la Gravedad era una Fuerza que actuaba entre los cuerpos atrayéndolos entre sí. Era algo invisible. Cuanto más grande la masa de los objetos mayor la Fuerza. Cuanto más cercanos más intensa la atracción entre ellos.

La observación de este comportamiento de la naturaleza representó un avance importantísimo en la comprensión de muchos fenómenos: explicó la órbita de los planetas alrededor del Sol y la de la Luna alrededor de la Tierra. Nos mostró también por qué los objetos caen como queriendo llegar al centro de nuestro planeta y nos explicó el movimiento de las mareas.

Durante muchos años esta idea de la Gravedad fue puesta a prueba y uno de los resultados más espectaculares de su universalidad y precisión fue el descubrimiento de Neptuno, el planeta más alejado del Sol en su momento.

Desde hacía meses se venía rumorando lo que ese día, de manera oficial, en conferencia de prensa y de buenas a primeras, diría el director ejecutivo del laboratorio LIGO, David Reitze: «Hemos detectado ondas gravitacionales».

Mientras Hulse y Taylor estudiaban el sistema binario PSR J1915+1606, en los años setenta, Kip Thorne y Rainer Weiss conversaban sobre la posibilidad de detectar ondas gravitacionales de manera directa. Kip Thorne trabajaba en Caltech, había sido uno de los que inventaron la técnica de medición de ondas gravitacionales por interferometría, que consiste en juntar ondas diferentes para ver la manera como estas se combinan dando otra que crece o se anula de acuerdo con la suma de las que la originan.

Por la naturaleza de sus programas de investigación, la Fundación Nacional para la Ciencia (National Science Foudation, en inglés) instó a los dos grupos a unirse en 1984 y así surgió el proyecto LIGO (Laser Interferometry Gravitational Wave Obervatory). Sin embargo, el grupo tenía grandes problemas de organización, por lo que en 1994 se llamó a un nuevo director del proyecto. El físico de partículas elementales de Caltech, Barry Barish, con amplia experiencia en la organización de proyectos de Gran Ciencia, consiguió que los grupos de Caltech y MIT trabajaran juntos. La colaboración creció, la organización se hizo más sofisticada y las ideas comenzaron a tomar forma. La llamada Gran Ciencia surgió durante la Segunda Guerra Mundial y se consolidó después como la única opción para verificar algunas ideas científicas que requerían de grandes equipos, enormes construcciones y una organización sofisticada.