Corren rumores del hallazgo de ondas gravitacionales

Durante meses los físicos han estado hablando emocionadamente entre ellos acerca de la posible detección de ondas gravitacionales, un hallazgo que podría confirmar una de las predicciones clave de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein.  El pasado 11 de enero, algunos físicos soltaron parte del chisme por internet y la especulación apareció en los titulares de prensa.

¿En qué consiste el chisme?

Los rumores sugieren que el Observatorio Interferómetro Láser Avanzado de Ondas Gravitacionales, LIGO, por sus siglas en inglés, un laboratorio estadounidense con sedes en los estados de Washington y Louisiana, ha detectado la señal de ondas gravitacionales. Estas ondas son arrugas en la tela del espacio-  tiempo, que, según la teoría de Einstein, se producen por eventos cataclísmicos, tales como la fusión entre dos agujeros negros, o dos estrellas de neutrones.  

El cosmólogo Lawerence Krauss, de la Universidad Estatal de Arizona, fue el primero en tuitear, en septiembre, un susurro de la posible detección. El rumor más específico llega ahora en el blog del físico teórico Luboš Motl: se especula que los dos detectores, que comenzaron a recolectar información nuevamente en septiembre, después de una actualización de $200 millones, han recogido ondas producidas por dos agujeros negros en el acto de unirse.

Si esto es cierto, sería “lo más cercano posible a observar directamente un agujero negro”, dice Frans Pretorius, un especialista en simulaciones de relatividad general en la Universidad de Princeton en Nueva Jersey.

¿Qué dicen los físicos involucrados en el experimento LIGO?

No dicen nada. “Aún estamos tomando datos, y ni siquiera hemos terminado de revisar el análisis de las primera ronda de datos”, dice Gabriela González, física de la Universidad Estatal de Louisiana en Baton Rouge, y vocera de la colaboración científica entre 900 personas.

La primera fase de la recolección de datos después de la actualización del detector terminó el 12 de enero, dice González, pero los resultados oficiales de la búsqueda de cuatro meses no estarán listos antes de febrero. Los detectores también se apagarán para comenzar una segunda serie de mejoras que aumentarán su sensibilidad todavía más. Cuando el sistema se ponga de nuevo en marcha, lo hará en conjunto con su contraparte europea, el detector Advanced Virgo.

¿Podría LIGO haber ya cumplido su misión?

Es posible. Los interferómetros de LIGO hacen rebotar rayos laser entre espejos que están en extremos opuestos de tubos de cuatro kilómetros de largo, intentando detectar ondas gravitacionales que pasan, y que estiran o comprimen la longitud del tubo—y de todo el espacio.

La relatividad general predice que dos objetos masivos en una órbita apretada uno del otro entrarán en espiral, primero lentamente, y después con mayor rapidez, hasta que se fusionan, distorsionando el espacio-tiempo, enviando perturbaciones en todas direcciones.

Con su sensibilidad actual, los detectores del LIGO pueden percibir ondas gravitacionales a frecuencias mayores de los 10 Hertz. Entonces, si han recogido una señal, habrán capturado las etapas finales de un drama, cuando los agujeros negros circulan más de 10 veces por segundo, aumentando la velocidad a varios miles de vueltas por segundo, hasta que se encuentran. Las simulaciones muestran que las ondas resultantes, si se pudieran escuchar, se oirían como el piar de un pájaro.

“Si la relatividad general está correcta, no hay forma de confundir la señal”, dice Pretorius, quien en 2005 fue el primer físico en llevar a término una simulación en computadora completa de una fusión entre agujeros negros, la cual arrojó una predicción detallada de la forma y tamaño de las ondas gravitacionales de liberaría semejante fenómeno cósmico. 

¿Podría la señal ser una falsa alarma?

Eso también es posible. Los detectores LIGO tienen sistemas sofisticados para reducir las vibraciones no deseadas, pero el grupo de investigadores debe chequear muy cuidadosamente que cualquier detección no sea una falsa alarma—por ejemplo vibraciones producidas por un camión que pasaba por alguna carretera.

Pero la señal de los rumores podría también ser el resultado de una prueba deliberada. Tres miembros del equipo del LIGO tienen acceso a sistemas que pueden secretamente mover los espejos y simular el sello de un fenómeno astrofísico—un procedimiento conocido como ‘inyección ciega’. Únicamente cuando los investigadores estén listos para revelar que han observado algo, el equipo de la inyección ciega anunciará si ha creado una señal deliberada. Dos ejercicios así tuvieron lugar durante pruebas del LIGO en 2007 y 2010.

Por su parte Krauss, en la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, tuiteó que ha escuchado rumores de que el equipo captó una señal durante las pruebas del detector luego de su actualización, el verano pasado, antes de que comenzara la recolección oficial de información—y antes de que se pusiera en funionamiento el sistema de inyección ciega. (Krauss dijo no saber más detalles cuando Nature le preguntó). 

Los investigadores del LIGO se tomarían su tiempo de todos modos analizando un evento tan temprano, dice Laura Cadonati, física del Instituto Tecnológico de Georgia, en Atlanta, quien encabeza el equipo de análisis de datos del LIGO; los científicos no podrían evaluar una señal tan temprana antes de ganar un mejor entendimiento de cómo o qué tan frecuentemente las falsas alarmas tienden a presentarse en la información.

La colaboración LIGO prefirió no comentar si hubo alguna instancia en que ambos interferómetros estaban activos pero sin que una inyección ciega fuera posible.

¿Se preocupan los físicos del LIGO por los rumores?

González está “un poco molesta”. “Me preocupa crear falsas expectativas entre el público y los medios”, dice. Pero Cadonati piensa que el revuelo acerca del experimento ha sido “energizante”. “El hecho de que las goteras comenzaran tan temprano significa que con algo con lo que tendremos que aprender a vivir”, dice. “Significa que hay emoción acerca de lo que estamos haciendo”.

Si se llegaran a detectar ondas gravitacionales sería un evento grandioso. “Yo veo a las ondas gravitacionales como si la humanidad ha estado sorda ante el universo”, dice David Blair, un físico con la Universidad de Australia Occidental en Perth, y miembro del consorcio LIGO. “Ahora, de pronto, tenemos la posibilidad de crear oídos biónicos para la raza humana que nos permitan escuchar los sonidos del universo”.