Las ondas gravitacionales ocultan comunicaciones interestelares
El explorar las fronteras de la física, es imposible
evitar los errores. La realidad representa una opción entre muchas y no
necesariamente nuestra opción preferida. Asumir riesgos forma parte de la
experiencia del aprendizaje científico. Los experimentos que demuestran que
nuestras conjeturas son erróneas aportan nuevos conocimientos. La ventaja de la
mensajería en ondas gravitacionales es que el mensaje no puede ser disipado o
bloqueado por ningún sistema astrofísico intermedio En la cima de su carrera,
Albert Einstein cometió tres errores en cuatro años, sólo un par de años
después de llegar al Instituto de Estudios Avanzados de Princeton. En un
artículo de 1935, sostenía que la mecánica cuántica no permitía el
entrelazamiento de partículas a grandes distancias o, en sus palabras:
"acción fantasmagórica a distancia". En un artículo de 1936 sostenía
que las ondas gravitacionales no existen. Y en un artículo de 1939 sostenía que
los agujeros negros no existen. Ocho décadas después, se concedieron tres
premios Nobel en un lapso de cinco años a quienes corrigieron los errores de
Einstein. En 2017, el Nobel de Física se concedió por la detección de las ondas
gravitacionales. En 2020, el Nobel de Física se concedió por el descubrimiento
del agujero negro supermasivo Sagitario A* en el centro de la Vía Láctea. Y en
2022, se concedió el Premio Nobel de Física por la demostración experimental
del entrelazamiento cuántico.
A pesar de esta lección histórica, estos días se ha
puesto de moda que los físicos teóricos eviten la guillotina de los
experimentos promoviendo conjeturas no comprobables. No se puede demostrar que
estas ideas sean erróneas. Por ello, no merecerán el Premio Nobel de Física. El
descubrimiento de las ondas electromagnéticas, primero teóricamente por James
Clerk Maxwell y más tarde experimentalmente por Heinrich Hertz, mejoró la
capacidad de comunicación de la humanidad. ¿Podría ocurrir lo mismo con las
ondas gravitacionales? Hasta ahora se han detectado casi un centenar de fuentes
de ondas gravitacionales a distancias cosmológicas. Se trata de un triunfo
notable, ya que todas ellas pueden describirse bien mediante las formas de onda
esperadas de las fusiones de agujeros negros o estrellas de neutrones, tal y
como predice la teoría de la Relatividad General de Einstein. Sin embargo,
también es una decepción ya que no hemos detectado fuentes inesperadas.
En cambio, las ondas electromagnéticas se detectaron
por primera vez en 1888 a partir de fuentes artificiales en el laboratorio de
Hertz en la Tierra. ¿Podrían los detectores de ondas gravitacionales alcanzar
la sensibilidad necesaria para identificar fuentes terrestres? Para calibrarlo,
consideremos la señal de ondas gravitacionales que se espera del impacto de un
meteorito masivo en la Tierra. El impacto de Chicxulub que acabó con los
dinosaurios hace 66 millones de años tenía un diámetro de unos 10 kilómetros,
comparable al tamaño de una ciudad. Calculé que su impacto en la Tierra habría
dado lugar a una amplitud de onda gravitatoria a una frecuencia de
aproximadamente 1 hercio (inverso de un período de onda de un segundo, unidad
denominada así en honor de Heinrich Hertz) que está por encima de la
sensibilidad esperada de un vanguardista Observatorio Lunar que propuse en un
reciente artículo con Karan Jani. Desgraciadamente para el observatorio lunar,
pero afortunadamente para la humanidad, un impacto de meteorito tan masivo sólo
tiene lugar una vez cada varias decenas de millones de años. No se producirá en
el próximo siglo, según los datos del estudio del cielo de la NASA en busca de
objetos cercanos a la Tierra.
Además, por desgracia para el observatorio lunar, la
humanidad no tiene medios para propulsar un proyectil de un billón de toneladas
a una velocidad de decenas de kilómetros por segundo. Por lo tanto, no hay
ninguna posibilidad de que seamos capaces de producir una distorsión
significativa del espacio-tiempo para comunicarnos a través de ondas
gravitacionales en un futuro previsible. Pero, ¿y si existiera una civilización
científica más avanzada en la Vía Láctea? ¿Qué tendría que hacer para hacerse
oír a través de las ondas gravitacionales? Cálculos detallados indican que
nuestros observatorios sólo las percibirían si aceleraran un planeta de la masa
de Júpiter a una fracción de la velocidad de la luz, según indican estos dos
artículos recientes aquí y aquí. Nuestro mejor detector de ondas
gravitacionales está aún por llegar. Dentro de una década, la ESA y la NASA
planean enviar al espacio un observatorio de ondas gravitacionales llamado
Antena Espacial de Interferómetro Láser (LISA). LISA consta de tres naves
espaciales separadas millones de kilómetros por detrás de la Tierra en su
órbita alrededor del Sol. Estas tres naves retransmiten rayos láser de un lado
a otro en busca de distorsiones transitorias del espacio-tiempo. Un objeto de
la masa de Júpiter en una órbita cerrada alrededor de Sagitario A* podría
emitir suficiente energía para ser observado por LISA, y la salida de energía
de una sola estrella sería suficiente para codificar un mensaje artificial en
su señal.
La ventaja de la mensajería en ondas gravitacionales
es que el mensaje no puede ser disipado o bloqueado por ningún sistema
astrofísico intermedio, como mostré en un artículo reciente. Una segunda
ventaja es que la señal disminuye sólo inversamente con la distancia, en lugar
de con la distancia al cuadrado, como ocurre con los detectores comunes que
registran el flujo de energía de las señales electromagnéticas. Esperemos que
LISA detecte un mensaje inesperado. Y lo que es mejor, que la decodificación
del mensaje revele la ecuación que unifica la mecánica cuántica y la gravedad.
Así se pondrá fin a la búsqueda de Einstein de una teoría unificada y podremos
averiguar qué hay dentro de los agujeros negros y qué precedió al Big Bang. Si
no procede de una civilización inteligente, esa información podría obtenerse de
una singularidad desnuda que viole las conjeturas de censura cósmica y nos
ofrezca una mirada directa a la cara de la gravedad cuántica.
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