Las ondas gravitacionales permean todo el universo, revela nuevo estudio

Por Julio García G. / Periodista de Ciencia

Hace unos días, en una conferencia de prensa transmitida por internet, un grupo conformado por astrónomos de todo el mundo dio a conocer un avance sin precedentes en lo que concierne a la comprensión de las ondas gravitatorias.

Estas ondas no son otra cosa que las fuertes ondulaciones que sufre el espacio-tiempo cuando, por ejemplo, dos agujeros negros supermasivos situados en galaxias distantes colisionan y se fusionan. Aunque también pudieron aparecer (y ahora son detectadas) por eventos aún desconocidos que tuvieron lugar poco después de la Gran Explosión, o ´Big Bang´, que le dio origen al universo.

Con este nuevo hallazgo -en el que participaron investigadores del Observatorio de Ondas Gravitacionales Norteamericano Nanohertz (NANOGrav)- se habla de que por primera vez se han detectado ondas gravitatorias que permean todo como una especie de ruido de fondo que siempre está presente miremos a donde miremos en el universo. Algo similar al ruido de la radiación del fondo de microondas (que también está presente en todas partes) producido poco después de la Gran Explosión. Esta fue descubierta, por cierto, en los años sesenta por dos investigadores estadounidenses: Arno Penzias y Robert Wilson.

Evidentemente, entre el ruido del fondo de microondas (que está conformado por ondas electromagnéticas), y las ondas gravitacionales que son ondulaciones del espacio-tiempo, hay mucha diferencia ya que el primero es el remanente del ´Big Bang´ y el segundo aún continúa produciéndose debido a que aún los agujeros negros se fusionan en muchas galaxias.

Además, las ondas gravitatorias suelen ser muy elusivas ya que para detectarlas se requieren instrumentos altamente sensibles y muy costos como el observatorio LIGO situado en Luisiana, Estados Unidos, el cual, hace menos de diez años, en 2015, demostró la existencia de ondas gravitatorias las cuales fueron predichas por Albert Einstein en su Teoría General de la Relatividad formulada en 1915. Es decir, tuvieron que pasar 100 años para que los científicos pudieran hablar de la existencia de estas ondas de forma empírica. Todo un reto.

Ahora bien: ¿cómo es que los astrónomos se las ingeniaron para encontrar estas ondas gravitatorias que permean todo el universo? ¿Por qué no se hizo antes si anteriormente ya se habían descubierto ondas de este tipo provenientes de agujeros negros?

Resulta que, durante 15 años, el equipo de NANOGrav logró recolectar una gran cantidad de datos sobre el comportamiento de 68 pulsares. Éstos son estrellas de neutrones que giran muy rápido. Cuando giran lo hacen con regularidad y por lo tanto emiten patrones, es decir, tienen un comportamiento bastante predecible, como el tic tac emitido por un reloj.

Las estrellas de neutrones, por su parte, son remanentes de explosiones de supernovas. Estas últimas son estrellas supergigantes masivas que terminan su vida después de millones de años de brillar y, cuando lo hacen, generan una potente explosión dejando como resultado un astro formado por millones de neutrones, una de las partículas, por cierto, que forman a los átomos. De ahí el nombre de estrella de neutrones.

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Pero volviendo a la historia: después de 15 años recolectando datos de pulsares los astrónomos de NANOGrav -utilizando varios radiotelescopios como el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico, así como el Very Large Array de Nuevo México-, pudieron llevar hasta sus últimas consecuencias la Teoría de la Relatividad General que predijo el impacto preciso de las ondas gravitacionales en las señales emitidas por los pulsares.

Así, al estirar y comprimir el tejido del espacio-tiempo, estas ondas gravitatorias de baja frecuencia emitidas por agujeros negros supermasivos ejercen una influencia perceptible y sobre todo determinante en el tiempo de cada pulso que emiten los pulsares. En otras palabras: los pulsos ya no son tan predecibles cuando los pulsares son atravesados por dichas ondas porque entre pulso y pulso existen atrasos que impiden que los pulsares trabajen con la precisión de una máquina de relojería. Y son precisamente las ondas de gravedad las que generan que deje de producirse tal precisión.

Esto lo han podido corroborar los astrónomos gracias a que utilizaron a los 68 pulsares como una especie de telescopio gigante, ya que cada uno de estos se encuentra a varios años luz de distancia, es decir, pudieron medir estadísticamente las variaciones de las pulsaciones y compararlas entre cada uno de los pulsares. Esto los llevo a concluir que el responsable de que éstos últimos pierdan sus patrones y por lo tanto que sus pulsos dejen de ser predecibles es justamente la influencia de las ondas gravitacionales.

En una reciente entrevista para la página de internet del Instituto SETI, el doctor Xavier Siemens, co-director de NANOGrav y académico de la Universidad Estatal de Oregón, mencionó que “la amplia gama de pulsares analizados por NANOGrav nos ha permitido presenciar los signos iniciales del patrón de correlación previsto por la Relatividad General”, ello significa que, una vez más, la Teoría de la Relatividad General de Einstein, la cual fue concebida por su autor desde un modesto escritorio con solamente una pluma y un papel en Alemania, en plena Primera Guerra Mundial, explica de forma precisa y contundente el funcionamiento del universo, al menos del cosmos a un nivel macroscópico porque al microcosmos le corresponde descifrarlo a la Mecánica Cuántica.

Sobre las consecuencias que traerá para la astronomía este importante descubrimiento habría que añadir la posibilidad de que, gracias al análisis más minucioso de este fondo cósmico de ondas gravitacionales, los científicos tal vez puedan comprender mejor el universo a gran escala y con ello determinar la frecuencia de las colisiones de galaxias y los mecanismos subyacentes de las fusiones de los agujeros negros.

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Además, las ondas gravitatorias derivadas del ´Big Bang´ podrían dar pistas sobre cómo se formó el universo, un asunto que todavía es bastante controvertido ya que actualmente existen varias teorías sobre la manera en la que éste fue adquiriendo, a lo largo de 13,600 millones de años, el aspecto que tiene hoy.

Para llevar a buen puerto todo esto, hace unos días partió al espacio el telescopio Euclid de la Agencia Espacial Europea, cuyo objetivo será ayudar a tener una mejor comprensión de la energía y la materia oscura. También medirá con precisión la velocidad a la que se está acelerando el universo. Dicha misión también contribuirá a la comprensión de las tan esquivas ondas gravitatorias ya que, al analizar la materia y la energía oscura que componen el 95% del universo, quizá pueda dar pistas de lo que están compuestas.

Es posible, además, que el “hum”, “hum” que hoy reverbera por todo el cosmos gracias a las ondas gravitaciones ayude a armar el intrincado y complejo rompecabezas que le da sentido a la realidad. Al menos de aquella realidad de la que estamos casi seguros de que es así y no de otra forma.

A lo mejor para resolver las interrogantes fundamentales en torno a la existencia del universo tengamos que volver al debate, al parecer no superado, que alguna vez se dio hace siglos entre el racionalismo y el empirismo. Los racionalistas abogaban por que únicamente la razón (basada en la conciencia humana), es la base para explicar y darle sentido a la realidad. Mientras que los empiristas, por el contrario, sostenían sus argumentos sobre el hecho de que el único conocimiento válido es el que se adquiere a partir de la experiencia, es decir, del conocimiento que nos llega a través de los sentidos desde el exterior hacia el interior de nosotros.

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A mí me parece que ambas posturas deben de converger y complementarse para lograr un entendimiento completo y absoluto de las cosas, si es que alguna vez puede lograrse tal proeza porque finalmente tanto nuestro cerebro (la razón) y nuestros sentidos son limitados Por ello, quizá, tengamos que recurrir a la inteligencia artificial y otro tipo de tecnologías para alcanzar nuestros objetivos. Habrá que ver.