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Ondas gravitacionales
Ondas gravitacionales (Foto: EP)

El profesor de Astrofísica Pablo G. Pérez analiza en Diariocrítico el histórico hallazgo de las ondas gravitacionales que predijo Einstein

> "Es una de las claves para entender cómo se ha formado todo lo que conocemos del Universo"

jueves 11 de febrero de 2016, 17:40h
Un equipo internacional de científicos ha logrado observar a través del Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO) las ondas gravitacionales que predijo hace 100 años Albert Eintein. Un hallazgo histórico que el profesor del departamento de Astrofísica de la Facultad de Físicas de la UCM, Pablo G. Pérez González, explica a los lectores de Diariocrítico.

1.- ¿Qué son las ondas gravitacionales?

Para entender qué es una onda gravitacional hay que entender cómo se mueven los astros en el Universo según la Física Clásica y la Física Relativista.

Según Newton un cuerpo con masa, como el Sol, ejerce una fuerza gravitatoria en su entorno, y otra masa que se encuentre cerca, como la Tierra, se mueve por el espacio según "le dicta" esa fuerza. En principio la masa que se mueve se entera de la fuerza inmediatamente, es decir, a velocidad infinita (esto se entenderá más adelante).

Según la Teoría de la Relatividad, la masa/energía (es lo mismo) modifica el espacio/tiempo, se suele decir que lo curva, y entonces otra masa/energía se mueve de acuerdo a esa curvatura. El curvar el espacio tiempo se podría asemejar a una piedra tirada en un estanque, que produce ondas que viajan por el estanque a una velocidad dada. Una pluma en el estanque se movería según le dicen las ondas en el estanque. En el caso de dos cuerpos con masa que orbitan uno alrededor de otro (o, mejor dicho, cada uno orbita alrededor del centro de masas del sistema), se produciría una curvatura del espacio tiempo en forma de ondas gravitatorias que viajarían a una determinada velocidad finita (en principio, la velocidad de la luz).

2- ¿Por qué es tan importante este descubrimiento?


Porque la Teoría de la Relatividad modifica de manera sustantiva la Física Clásica (lo que he contado anteriormente es solo un ejemplo). Y la existencia de ondas gravitacionales es una predicción de la Teoría de la Relatividad que no se ha comprobado hasta la fecha (o hasta este experimento LIGO que tiene una nota de prensa hoy), aunque hay pruebas indirectas de su existencia. Cualquier teoría que prediga algo desconocido que luego se descubre es mucho más robusta que si solo explica algo conocido anteriormente.
3.- ¿Cuán lejanos están los fenómenos que han emitido las ondas gravitacionales detectadas? ¿Estarían cerca de los eventos más cercanos al Big Bang?

En principio la detección de ondas gravitacionales se hace con experimentos que son sensibles a los fenómenos que se producen cuando 2 grandes masas orbitan cerca una de otra. Esto, por ejemplo, es el caso de agujeros negros binarios, o estrellas de neutrones binarias. Esos objetos pueden llegar a orbitar muy cerca uno de otro e incluso coalescer, liberando intensas ondas gravitacionales. En principio estos eventos se pueden dar en nuestra propia Galaxia o galaxias cercanas. Aunque también en galaxias lejanas, pero es más difícil que se note su efecto.

4.-¿Cómo pueden ayudarnos a conocer el origen del Universo?

Las ondas gravitacionales se pueden crear en agujeros negrosbinarios aunque éstos no emiten luz. Así que nos permitirían estudiar objetos invisibles hasta la fecha. Por otra parte, antes de que el Universo cumpliera 400000 años de vida éste era tan denso que la luz no podía viajar por el Universo grandes distancias, siempre había material que la absorbía. Pero las ondas gravitacionales sí podían viajar, así que el confirmar su existencia y analizar sus propiedades abre la posibilidad de estudiar ondas gravitacionales provenientes de los primeros instantes del Universo (de origen cosmológico se diría), que nos darían información para entender cómo era el Universo joven.

5- ¿Modifican en algo nuestra percepción del espacio-tiempo?

Su descubrimiento ayuda a afianzar teorías físicas avanzadas y abre la posibilidad de entender mejor la gravedad, que es la principal fuerza que rige el Universo a escalas planetarias y galácticas.


6- ¿Las ondas gravitacionales pueden ayudarnos a comprender el funcionamiento de los agujeros negros o la naturaleza de las galaxias lejanas? ¿Cómo?

Sí. Nos permitirían entender cómo empezaron a surgir zonas en el Universo con densidades suficientes como para empezar a formarse estrellas y conjuntos de estrellas que den lugar a galaxias. Es una de las claves para entender cómo se ha formado todo lo que conocemos del Universo, desde planetas, estrellas y agujeros negros, hasta galaxias y cúmulos de galaxias.

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