Estamos a punto de escuchar el verdadero eco del Big Bang
Desde que se hiciera la primera detección de las
ondas gravitatorias emitidas durante la colisión de dos agujeros negros a
finales de 2015 se han detectado casi 100 eventos donde dos de estos objetos, o
dos estrellas de neutrones o uno de cada, colisionaban, emitiendo grandes
cantidades de energía en forma de estas ondas. Las ondas gravitatorias no son
más que la perturbación en el campo gravitatorio causado por el movimiento de
las masas. Es decir, con tan solo mover un brazo o dejar caer una piedra, técnicamente
estamos creando ondas gravitatorias, pero éstas son tan ridículamente débiles
que resultan imperceptibles, incluso para nuestros instrumentos más potentes.
No es hasta que consideramos las colisiones de dos de los objetos más densos y
extremos del universo que podemos plantearnos su detección y estudio.
Las ondas gravitatorias fueron predichas por la
teoría de la Relatividad General, del físico alemán Albert Einstein. Puesto que
esta teoría nos habla sobre cómo la masa y la energía contribuyen a la
deformación del espacio-tiempo y sobre cómo esa deformación dicta cómo se
mueven la masa y la energía, tenía algo que decir sobre estas ondas. Casi un
siglo después de su predicción, obtuvimos evidencia directa de la existencia de
las ondas gravitatorias. Recalcamos lo de “directa” porque ya se tenía
evidencia indirecta desde la década de los 70, cuando se detectó cómo un
sistema compuesto de dos púlsares que se orbitaban mutuamente perdía energía al
emitir, suponíamos, estas ondas.
Desde aquella primera detección los sistemas
encargados de hacerla se han ido refinando y perfeccionando, con lo que hemos
conseguido aumentar la sensibilidad y la fiabilidad de las detecciones. Además
de los detectores LIGO y VIRGO, situados en Estados Unidos e Italia
respectivamente, recientemente se han desarrollado otros proyectos nuevos como
KAGRA, en Japón, que empezó a operar recientemente o IndIGO, en India, que aún
no ha empezado su construcción. También se están desarrollando planes para
establecer detectores de ondas gravitatorias en el espacio, como el telescopio
espacial LISA.
Aunque la detección de las ondas gravitatorias
emitidas durante la colisión de agujeros negros o estrellas de neutrones sea
interesante en sí misma, y aunque haya otros sistemas binarios menos compactos
en el punto de mira, como los sistemas de dos enanas blancas, el objetivo
final, el santo grial podríamos llamarlo, de esta nueva rama de la astronomía
es detectar lo que se conoce como el fondo cósmico de ondas gravitatorias, el
propio eco dejado por la rápida expansión del universo tras el Big Bang.
Este fondo cósmico podría compararse (y tal vez
confundirse) con el fondo cósmico de microondas, que es la luz más antigua que
podemos observar en el universo. Tras el Big Bang el universo fue expandiéndose
y, en consecuencia, enfriándose. Las partículas que lo formaban fueron
perdiendo energía. Durante los primeros 370 000 años los protones y electrones
que habitaban en el universo tenían suficiente energía y estaban lo
suficientemente juntos como para absorber casi inmediatamente cualquier luz,
cualquier fotón, que fuera emitido por alguna de las otras partículas. Durante
esta época el universo era opaco, pues ningún rayo de luz podía viajar más que
una pequeña distancia sin ser reabsorbido. Sin embargo esto cambió en torno a
esos 370 000 años de edad del universo, cuando la energía media de protones y
electrones descendió lo suficiente como para permitir que formaran átomos
neutros de hidrógeno. A partir de ese momento los fotones emitidos pudieron
viajar libremente, volviéndose el universo transparente. Esa luz ha ido
perdiendo energía con la expansión del universo hasta nuestros días y en la
actualidad podemos detectarla como una radiación de fondo en el rango de las
microondas.
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