Construir el observatorio espacial de ondas gravitacionales tomará 10 años

Eirinet Gómez y Mónica Mateos-Vega

Periódico La Jornada
Miércoles 4 de septiembre de 2024, p. 6

En enero de 2025 comenzará la construcción del primer observatorio de ondas gravitacionales que estará en el espacio exterior. Se trata de un proyecto de la Agencia Espacial Europea (ESA) en colaboración con la NASA con un costo de mil millones de euros.

El aparato se llama Antena Espacial de Interferómetro Láser (LISA, por sus siglas en inglés), conformado por una constelación de tres naves que captarán las ondas del espacio-tiempo que predijo hace más de 100 años Albert Einstein. Estarán equipadas con cubos de oro y platino y tecnología láser.

El lanzamiento de los tres artefac-tos está previsto para 2035, en un cohete Ariane 6, con el objetivo de hallar la última pieza de un antiguo enigma de la física: la unificación de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, señalan las agencias involucradas, que aseguran que los hallazgos pondrán los cimientos para una nueva disciplina científica: la cosmología gravitacional.

La detección de ondas gravitacionales ha marcado un parteaguas para la física moderna y la astronomía al permitir la observación de la colisión o fusión de agujeros negros y estrellas de neutroneS. El primer hallazgo se hizo en 2015; de entonces a la fecha se han confirmado más de 100, además hay otras tantas a la espera de validación para la publicación de resultados, mencionó Miguel Alcubierre Moya, investigador del Instituto de Ciencias Nucleares de la Universidad Nacional Autónoma de Méxi-co (UNAM).

En una conferencia en el Instituto de Biotecnología de la UNAM, explicó que estos fenómenos espaciales fueron predichos por Einstein en 1915 como parte de su teoría de la relatividad general. El científico alemán sugirió entonces que se trataba de perturbaciones en el tejido del espacio-tiempo causadas por eventos cósmicos extremos.

Sin embargo, debido a que la teoría es compleja (requiere conocimientos de matemáticas avanzadas para su comprensión), y no se contaba con los medios experimentales para identificarlas directamente, las ondas gravitacionales permanecieron en entredicho por décadas y tuvieron que pasar cien años antes de ser detectadas. Ahora, se les estudiará con un interferómetro (instrumento que mide de manera sutil cambios en las ondas).

La primera detección directa fue realizada por el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO, por sus siglas en inglés), que se ubica en Estados Unidos, el 14 de septiembre de 2015. Se trató de un evento, conocido como GW150914, que marcó un hito en la física y la astronomía al validar las predicciones de Einstein.

Proyecto LISA

Acerca del futuro de las observaciones y nuevos experimentos en este rubro, Alcubierre Moya destacó que el proyecto LISA contribuirá a enriquecer el conocimiento del universo, al igual que los detectores terrestres como LIGO y su complemento Virgo (un observatorio en Europa), que utilizan interferometría láser.

LISA, en lugar de estar en la Tierra, está diseñada como una misión espacial con tres satélites alineados en formación triangular, separados por aproximadamente 2.5 millones de kilómetros. Se ubicará a 50 millones de kilómetros de nuestro planeta.

Las ondas gravitacionales se generan durante eventos cósmi-cos de gran magnitud, como la fusión de agujeros negros y estrellas de neutrones. Pero, debido a los tiempos y distancias involucradas, sus efectos son muy sutiles y difusos en la Tierra. Se estima que un cambio generado por una onda de este tipo es del tamaño de una fracción de un protón, es decir, tan diminuta que no se puede observar en la escala de la vida cotidiana, detalló.

En la década de los 60, el físico estadunidense Joseph Weber se propuso detectarlas y construyó grandes cilindros de aluminio, con un diámetro de aproximadamente unmetro y una longitud de alrededor de metro y medio. Estos cilindros estaban diseñados para ser extremadamente sensibles a vibraciones.

En 1969, informó que había detectado señales atribuibles a ondas gravitacionales. Pero a pesar del entusiasmo inicial, pronto surgieron dudas y controversias. Otros intentaron replicar los resultados sin encontrar las mismas señales y terminaron por atribuir los hallazgos a otras fuentes.

A pesar de que el consenso científico no aceptó los resultados de Weber, Alcubierre Moya consideró que su trabajo inspiró el desarrollo de tecnologías más avanzadas, como las que hoy utilizan LIGO y Virgo.

De acuerdo con un artículo publicado por Diego Blas Temiño, investigador del departamento de Física de la Universidad Autónoma de Barcelona, LISA tiene la capacidad de detectar cuerpos astrofísicos, comprobar ideas fundamentales sobre el espacio-tiempo, avanzar en las propiedades de la materia oscura o incluso medir el ritmo de expansión del universo.

Añade que, incluso si dura poco tiempo, la misión traerá consigo nueva información sobre la existencia y evolución de nuevos y sorprendentes configuraciones astrofísicas actualmente casi desconocidas (en concreto, binarias galácticas o sistemas de agujeros negros binarios de masas muy por encima al de nuestro Sol) y tiene un potencial sin precedente para detectar nueva física, en concreto, ondas gravitacionales procedentes del universo primordial, en el corazón del Big Bang.