El «ruido de fondo» de las ondas gravitacionales: un descubrimiento trascendental

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La detección por primera vez de un «ruido de fondo» de ondas gravitacionales anunciada por varios equipos científicos de todo el mundo es un descubrimiento trascendental que «hace añicos nuestra percepción estática del universo», explicaron este jueves varios de sus responsables.

El subdirector del Directorio de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF, en inglés), Sean Jones, explicó este jueves durante una presentación que nuestra percepción del cosmos hasta ahora se ha basado en imágenes producidas por telescopios como el Hubble o, más recientemente, el James Webb.

Sin embargo, gracias al novedoso uso de una red galáctica de estrellas de neutrones -conocidas como púlsares- para detectar ondas gravitacionales de muy baja frecuencia, podemos ver «un universo ruidoso y ondulante, animado por la sinfonía cósmica de las ondas gravitacionales».

Los científicos no están seguros aún de qué produce estas enormes distorsiones del espacio-tiempo, aunque su principal sospecha es que provienen de parejas de agujeros negros supermasivos, sistemas que se forman cuando dos galaxias se funden en una y cuya masa es equivalente a miles de millones de soles.

Pero hay más teorías. Según Kip Thorne, uno de los astrofísicos más famosos del mundo y ganador del premio Nobel de Física, el «ruido de fondo» podría estar causado por los vestigios del Big Bang, el punto inicial a partir del cual se formó todo el universo.

Para Thorne, el «Santo Grial» del equipo NANOGrav, una asociación que agrupa a científicos de todo Estados Unidos y que es uno de los colectivos que ha anunciado sus avances esta semana, sería extraer información de estas ondas para entender mejor el origen de nuestro mundo.

UN DETECTOR GALÁCTICO

Para detectar estas ondas de baja frecuencia, que pueden tardar hasta una década en repetirse, los científicos de NANOGrav -al igual que varios organismos de China, Australia, Europa y la India- han aprovechado un «detector de escala galáctica», en palabras de Sean Jones.

Utilizando las emisiones producidas por los restos de estrellas que han agotado su energía, contrayéndose hasta alcanzar el tamaño de una ciudad y girando cientos de veces por segundo, los científicos han logrado detectar estas variaciones en el espacio tiempo causadas por las ondas gravitacionales.

«Esto es ‘hackeo’ a escala galáctica», explicó el presidente del grupo NANOGrav, Steve Taylor.

Cada vez que una de estas emisiones alcanza la Tierra, se mide utilizando radiotelescopios, lo que permite detectar variaciones en el espacio que las separa de nuestro planeta.

Las teorías de Einstein sobre la relatividad general, publicadas hace más de cien años, predicen un patrón único para la variación en las emisiones de estos púlsares, y es este patrón lo que los científicos de NANOGrav y de otros países han detectado con asombrosa precisión.

UN TRABAJO DE 15 AÑOS

Ha sido un trabajo de más de 15 años, ya que el equipo comenzó a registrar las emisiones producidas por casi 70 púlsares, separados por miles de años luz a lo largo y ancho de la Vía Láctea, en 2007.

No solo eso: nuestro entendimiento de los púlsares, utilizados aquí como una especie de relojes cósmicos ultraprecisos, se basa en el trabajo de astrofísicos como Jocelyn Bell Burnell, que en la década de los sesenta descubrió la primera señal de radio procedente de uno de estos objetos.

La científica, presente por videoconferencia durante la presentación, bromeó con que en aquella época nadie imaginaba que su descubrimiento acabaría usándose para detectar ondas gravitacionales.

El uso de redes de púlsares para estudiar estas variaciones en el espacio-tiempo promete avances en nuestro entendimiento del universo primigenio, aunque aún está por ver hasta qué punto se puede refinar el proceso.

Hasta ahora, la ciencia se había apoyado en instrumentos especializados ultraprecisos, como el Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales, o LIGO, que detectó por primera vez las ondas producidas por la colisión de dos agujeros negros en 2016 y le valió a sus fundadores -entre ellos Kip Thorne- el premio Nobel en 2017.

El uso de púlsares, sin embargo, permite detectar objetos en frecuencias mucho más bajas, lo que abre la puerta a nuevos descubrimientos sobre los primeros momentos de nuestro universo y podría revelar nuevas leyes fundamentales de la física.

Todo dependerá del nivel de refinamiento de este método, explicaron los científicos, cuyo próximo paso será determinar los elementos individuales de este «ruido de fondo» cósmico.

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