Detectores de ondas gravitacionales

La búsqueda de ondas gravitacionales, un proyecto científico mundial

LIGO en Hanford
Observatorio de ondas gravitacionales de Hanford en el este de Washington. Laboratorio Caltech / MIT / LIGO

La detección por primera vez de ondas gravitacionales ha supuesto un avance fundamental para la ciencia, pero también la tecnología LIGO que la ha hecho posible se ha convertido en una herramienta fundamental para el futuro de la cosmología.

El detector de ondas gravitacionales

Las siglas LIGO corresponden a Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (Observatorio de Interferometría láser de Ondas Gravitacionales), un sistema para detectar las ondas gravitacionales propuesto en la década de 1980 por Rainer Weiss.

En el proyecto estaban implicados científicos de la categoría de Richard P. Feynman o Kip Thorne.

Este último se ha convertido en un astrofísico estrella tras su participación como asesor científico y productor en la película Interestelar, quien supo poner en marcha todo un complejo de instalaciones y herramientas capaces de detectar oscilaciones sobre los espejos de un interferómetro.

Los detectores gemelos

El descubrimiento se basa en los datos recogidos por dos detectores gemelos ubicados en Livingston, Louisiana, y Hanford, Washington, EE.UU. En cada observatorio, de 4 km de largo, la luz láser se divide en dos haces que realizan un viaje de ida y vuelta por dos brazos formados por tubos de poco más de un metro de diámetro en un vacío casi perfecto. Los espejos se encuentran colocados con precisión en los extremos de los brazos.

De acuerdo con la teoría de Einstein, la distancia entre los espejos cambiará de modo imperceptible, excepto porque este nuevo interferómetro de precisión es capaz de distinguir anomalías del orden de 10-19 metros, la diezmilésima parte de un protón, en los brazos de los observatorios, cuando el detector recibe una onda gravitacional.

Los observatorios LIGO están financiados por la National Science Foundation (NSF) estadounidense, pero concebidos y construidos en Caltech y el MIT, pero en el descubrimiento se encuentran implicados muchos otros departamentos de ciencias repartidos por todo el mundo.

Mil científicos a la caza de ondas gravitacionales

En definitiva, un grupo de más de 1 000 científicos de universidades de Estados Unidos y de otros 14 países. Más de 90 universidades e institutos de investigación están implicados en desarrollar la tecnología de detección y el análisis de los datos que se reciben. A ellos hay que añadir unos 250 estudiantes que se han convertido en activos importantes del proyecto.

La red de detectores LSC incluye los interferómetros de LIGO y el detector GEO600 en Hannover, Alemania. El equipo de GEO incluye científicos del Instituto Max Planck de Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein, AEI), Leibniz Universität en Hannover, junto con equipos en las Universidades de Glasgow, Cardiff, Birmingham y otras en el Reino Unido y la Universidad de las Islas Baleares en España.

Además colaboran también los equipos del proyecto VIRGO en el que participan más de 250 físicos e ingenieros pertenecientes a 19 diferentes grupos de investigación europeos de Italia, Francia, Países Bajos, Polonia y Hungría.

Se construyen nuevos detectores de ondas electromagnéticas

Como vemos, las ondas gravitacionales implican a equipos de científicos por todo el mundo en la búsqueda de esta nueva fuente de conocimientos que promete grandes sorpresas.

En todo el mundo se ponen en marcha nuevos instrumentos como el detector Virgo en Italia y el detector de ondas gravitatorias de Kamioka (Kagra) en Japón que podrían operar en 2016 y 2018, respectivamente. Otro más se está planificando en la India.

Cuantos más observatorios de ondas gravitacionales en todo el mundo existen mejores posibilidades tendrán ayuda los científicos de cartografiar los lugares y fuentes de ondas gravitacionales que nos llegan del espacio, observatorios independientes y ampliamente separados son necesarios para determinar la dirección del evento que causa las ondas gravitacionales, y también para verificar que las señales proceden de espacio y no son de algún otro fenómeno local.

Las ondas gravitacionales alcanzaron Livingston 7 milisegundos antes de llegar a Hanford.

Este retraso daba una pista del lugar de donde procedía la señal. Las ondas gravitacionales se habían generado durante la fusión de dos agujeros negros situados 1 300 millones de años luz de distancia en la Gran Nube de Magallanes en el hemisferio sur. Cuanto mayor sea el número de detectores de ondas gravitacionales funcionando, mayor será la precisión para especificar el fenómeno que lo produce y el lugar de procedencia.