Todo lo que hay que saber sobre las ondas gravitacionales: qué son, dónde están y por qué no vamos a parar de hablar de ellas

[Confirmado: LIGO ha detectado ondas gravitacionales] Marquen el día de mañana en sus calendarios porque, si los rumores son ciertos, el Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) hará público que ha encontrado evidencia de las ondas gravitacionales por primera vez.

Tras más de cien años de búsqueda, este hallazgo nos daría un empujón increíble en el desarrollo de la teoría del todo, la prometida teoría unificada. Pero antes de que todo el mundo empiece a hablar de ondas gravitacionales y los telediarios abran con la noticia, hemos preparado un pequeño faq con (casi) todo lo que se necesita saber sobre ondas gravitacionales.

¿Qué son las ondas gravitacionales?

Las ondas gravitacionales son ondas en el espacio tiempo. Quizá la forma más sencilla de entenderlo es imaginar el universo como un enorme estanque, un estanque tranquilo, inmenso y silencioso. Como en un estanque, si tiramos una piedra en él (en este caso, agujeros negros peleando entre sí o la explosión de una supernova) se generan ondas que se expanden por todo el espacio-tiempo. El único pequeño problema es que aún hemos sido capaces de encontralas

Pero, si no las hemos encontrado ¿por qué creemos que existen?

Bueno, las ondas gravitacionales son una predicción de la teoría general de la relatividad de don Albert Einstein y, en defensa de Einstein, hay que reconocerle que normalmente acertó en sus predicciones (al menos, en las de teoría de la relatividad). Pero, además, han sido una constante en todos los modelos cosmológicos que hemos desarrollado posteriormente.

Aunque la Relatividad General tiene ya más de cien años, lo cierto es que es una teoría muy joven. Las ideas de Einstein eran tan radicales y revolucionarias que se adelantaron muchos años a la posibilidad técnica de comprobarlas. En el caso que nos ocupa, el de las ondas gravitacionales, parece que se adelantó cien años.

¿Cien años sin ni una pista y seguimos buscándolas?

Sí, la verdad es que los científicos son un poco testarudos. Como decía, la Teoría de la relatividad es muy joven. Hay muchas cosas que no hemos podido probar sencillamente porque no somos capaces de hacerlo. Pero también es verdad que hemos tenido alguna alegría. En 2014, un grupo de físico del BICEP-2 en la Antártida aseguraron que habían encontrado señales de ondas gravitatorias primordiales (ondas de la mayor 'piedra' de todas: el Big Bang). Al final, nada; se quedó en humo. O mejor dicho, en polvo. Galáctico.

Quitando la falsa alarma de 2014, lo más parecido que tenemos a una evidencia son los trabajos de Russell Hulse y de Joseph Hooton Taylor. En 1974, estos dos físicos descubrieron el PSR 1913+16 (también conocido como «Hulse-Taylor»), el primer púlsar binario del que teníamos noticia. «Por el descubrimiento de un nuevo tipo de púlsar, que ha abierto nuevas posibilidades para el estudio de la gravitación», les fue concedido el nobel de física de 1993. Precisamente, parte de esas posibilidades eran el estudio de la ondas gravitacionales.

Entonces, ¿Esta es la buena? ¿Las hemos localizado?

Parece que sí. Como os contábamos en Xataka Ciencia, el pasado 4 de enero el físico teórico Lawrance M. Krauss de la Universidad Estatal de Arizona tuiteaba que “2016 podría traer dos descubrimientos que colorearían la física fundamental en el siglo XXI: nuevas partículas en el LHC y ondas gravitacionales en LIGO”.

Unos días despúes, el 11 de enero, volvió a la carga: “Mi rumor previo sobre LIGO ha sido confirmado por fuentes independientes. ¡Manténganse al tanto! ¡Las ondas gravitatorias pueden haber sido descubiertas!! Emocionante”. Los rumores son tan fuertes que lo más probable es que mañana el Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) de Estados Unidos anunciará que, por primera vez, han detectado ondas gravitacionales.

¿Por qué es importante?

Aunque hay muchas razones. Un montón. Pero la principal es que las ondas gravitacionales son la única forma de conocer lo que pasó en los primeros momentos tras el Big Bang. Y quien dice 'primeros momentos', dice los primeros 400 o 500 mil años de vida del universo. Se calcula que durante estos años, la densidad de la materia en expansión era tal que la luz no podía 'escapar' de ella. Es decir, la luz estaba 'confinada dentro' de la materia, como lo está ahora dentro de los frigoríficos. Es por eso (porque no hay luz de aquella época) por lo que no podemos ver el nacimiento del espacio-tiempo.

En cambio, la gravedad y sus ondas comenzaron desde el minuto uno. En cierta manera y aunque no es exacto, es como si el Big Bang hubiera mandado mensajes-en-una-botella utilizando las ondas-olas que provocó en el estaque espacio-temporal. Si somos capaces de localizar esas olas, podremos recopilar todos esos mensajes y comprender cómo fueron los primeros pasos del universo.

Así que con esto ya cerramos la física, ¿hemos descubierto lo que quedaba?

La respuesta corta es: No. Aunque es un descubrimiento muy importante, la física no solo no se cierra sino todo lo contrario. Los científicos llevan buscando esta evidencia como locos porque abre una vía para unificar las fuerzas fundamentales de la naturaleza mediante la gravedad cuántica. Es decir, este descubrimiento (como todos los buenos) crea más preguntas de las que responde. Aunque eso sí, mucho más interesantes.

Entonces, ¿las hemos encontrado?

Todos pensamos que sí, pero me temo que tendremos que esperar a mañana a las 10:30 hora de Washington (las 15:30 GMT). Entonces los responsables de LIGO nos confirmarán si hemos encontrado nuestras queridas ondas gravitacionales. Saquen las palomitas, esto se pone interesante. Seguiremos informando.

Imágenes | Alex Dixon, NASA Blueshift, Ashok Mehan, { pranav }