Representación de la fusión de estrellas de neutrones observada - ESO

Un descubrimiento histórico en ondas gravitacionales abre una nueva era en la Astrofísica

Por primera vez los científicos han podido observar un mismo fenómeno, la fusión de estrellas de neutrones, con telescopios y «escucharlo» con estas distorsiones del espacio-tiempo. El avance revoluciona la ciencia

MADRIDActualizado:

El anuncio de la primera detección de ondas gravitacionales, ocurrido en febrero de 2016, fue histórico. Por primera vez se confirmó directamente que estas distorsiones del espacio-tiempo predichas por la Relatividad de Einstein eran una realidad. Por primera vez se comprobó que la tecnología era tan refinada como poder captar unas señales tan sutiles como estas y que, por tanto, ahora podía estudiarse el Universo a través de ellas en vez de con las ondas electromagnéticas (luz, rayos X o gamma), como siempre se ha hecho. Desde entonces, no solo se puede ver el Universo, también se puede «escuchar». Gracias a eso se han detectado hasta el momento la fusión de agujeros negros binarios en cuatro ocasiones, y se ha comenzado a vislumbrar que son más abundantes de lo esperado.

Este lunes, ha ocurrido otro avance tan importante como la primera detección. Los científicos han logrado observar con telescopios y «escuchar» con ondas gravitacionales una misma fuente: en concreto, un evento de fusión de estrellas de neutrones situado en una galaxia «cercana», a 130 millones de años luz. Más de 70 observatorios astronómicos terrestres y espaciales y más de 3.500 científicos de todo el globo han observado esta fusión cuyas ondas gravitacionales se han captado. Gracias a esto se han hecho múltiples descubrimientos relacionados con aspectos muy variados, como el comportamiento de la materia, la generación de átomos pesados en el espacio, el origen de los estallidos de rayos gamma o la tasa de expansión del Universo. Este es hasta ahora uno de los eventos astrofísicos más observados e inaugura una nueva era en la astronomía que durante las próximas décadas se sumergirá en los misterios del Universo. Todos ellos se resumen en una colección de ocho artículos publicados en Physical Review Letters y Nature, y que darán lugar a decenas más en las próximas semanas, meses y años.

Una nueva era en la Astrofísica

«Esta observación representa el nacimiento de la astrofísica de múltiples mensajeros», ha dicho a ABC Barry Barish, reciente premio Nobel de Física por el descubrimiento de las ondas gravitacionales, para referirse a una nueva disciplina en la que se observarán con ondas electromagnéticas objetos cuyas ondas gravitacionales se «escuchan». «Gracias a esto se han hecho muchos diferentes descubrimientos, como establecer el origen de los estallidos de rayos gamma (GRBs, en inglés), nuevas e independientes medidas de la constante de Hubble o estudiar las estrellas de neutrones con solo los datos de las ondas gravitacionales».

Esta gran observación de múltiples mensajeros, ondas electromagnéticas y ondas gravitacionales, también ha permitido aprender mucho sobre el funcionamiento de las estrellas de neutrones. Además, se han hecho medidas interesantes para comprender con qué velocidad se expande el Universo: de hecho, por primera vez se han hecho cálculos independientes, sin telescopios, de qué valor tiene la constante de Hubble, ese parámetro que mide la tasa de expansión del cosmos.

Gabriela González, integrante de LIGO que participó en el primer anuncio de ondas gravitacionales, destacó la importancia del trabajo en equipo: «Esto ha sido fruto del esfuerzo de muchos. Estamos muy orgullosos de la colaboración, en varios países, que lo ha hecho posible». No había precedentes de algo así, y quizás podría marcar una nueva tendencia.

En opinión de Marío Diaz, colaborador de LIGO y director del grupo del centro de Astronomía y Ondas Gravitacionales de la Universidad de Texas, en el Valle de Río Grande (EE.UU.), «aún hay mucho por comprender»: «neceistamos más mediciones y observaciones más precisas. Esa rama de la Astronomía ha alcanzado la mayoría de edad, y ahora debe seguir dando pasos».

Grandes misterios por resolver

Si los resultados presentados este lunes son alucinantes, el futuro es aún más prometedor. Tal como explicó a ABC Stuart Saphiro, miembro de LIGO en la universidad de Illinois y experto en la física de estrellas de neutrones, los avances anunciados este lunes son «el santo Grial de la Astrofísica de múltiples mensajeros». Pero, con el tiempo, Saphiro predijo que llegarán muchas cosas más: «se podrán observar la fusión de agujeros negros supermasivos, más fusiones de estrellas de neutrones y la unión de enanas blancas». Todo esto, añadió, «está estrechamente vinculado con la estructura y la evolución de las galaxias y toda la cosmología».

Tal como recordó Shoemaker, todo esto podría resolver algunas grandes preguntas relacionadas con la materia y la energía oscuras. En cuestión de décadas, quizás la sensibilidad y los nuevos observatorios podrán incluso captar las ondas gravitacionales de fondo dejadas por el nacimiento del Big Bang. Esto, de momento, es ciencia ficción. Pero mucho más cerca del Big Bang, en el tiempo y en el espacio, las ondas gravitacionales han comenzado una nueva era. Aliadas con las ondas electromagnéticas y gracias al esfuerzo colaborativo de astrónomos de todo el mundo, la ciencia acaba de dar un salto histórico para desvelar los secretos del Universo. Quién sabe cómo transformará esto el conocimiento y la tecnología humanas.

Corrección, 26 de octubre de 2017: En una versión anterior se dijo que el anuncio realizado en febrero de 2016 correspondía a la primera detección de una onda gravitacional, pero en realidad esto corresponde a la primera detección directa. La primera evidencia experimental de ondas gravitacionales es anterior. En 1978 el científico Joseph H. Taylor Jr. obtuvo pruebas de que los cambios en el período orbital de un púlsar binario concordaban con lo predicho por la Relatividad de Einstein, y según la cual las variaciones en el movimiento se debían a la emisión de ondas gravitacionales. La buena concordancia entre los valores observados y los calculados teóricamente se consideraron como una prueba indirecta de la existencia de ondas gravitacionales. Estos avances le valieron a Russell A. Hulse y Joseph H. Taylor, Jr, el premio Nobel de Física en el año 1993 por el descubrimiento de un nuevo tipo de púlsar, y por las posibilidades que esto abrió en el estudio de la gravitación.