Una puerta a la "nueva era de la astronomía": Detectan ondas gravitacionales por segunda vez

Los científicos del Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO) anunciaron que por segunda vez han detectado ondas gravitacionales de dos agujeros negros en colisión, lo que confirma la Teoría de la Relatividad General.
El anuncio fue hecho este miércoles durante una conferencia de prensa que se ha celebrado simultáneamente en la Universidad Estatal de Moscú (Rusia) y la Asociación de Astronomía de San Diego (EEUU). Los movimientos del tejido galáctico fueron captados por los dos detectores gemelos del LIGO ubicados en Livingston (Luisiana) y Hanford (Washington), el 26 de diciembre de 2015.

La primera detección de las estas ondas, cuya existencia ha sido uno de los mayores misterios de los últimos 100 años, tuvo lugar el 14 de septiembre de 2015, y fue anunciada en febrero. A diferencia de la primera vez, cuando la señal fue claramente distinguible, esta vez fue más débil, informaron los científicos de la Universidad Estatal de Moscú. Sin embargo, mediante el uso de técnicas especiales, los especialistas lograron separar la señal de otros ruidos galácticos.
Se concluyó que las ondas detectadas por segunda vez se produjeron en la última fracción de segundo cuando dos agujeros negros con masas 14 y 8 veces más grandes que la del Sol se fusionaron en un enorme cuerpo del espacio-tiempo.

"Al ser algo exótico, las ondas gravitacionales ―estas piezas voladoras de la curvatura del espacio-tiempo― se han convertido en una nueva fuente de información sobre el universo y abrieron la era de la astronomía gravitacional", comentó Serguéi Viatchánin, profesor del Departamento de Física de la Universidad de Moscú.

Físicos confirman la existencia de las ondas gravitacionales

Equipos internacionales de investigadores anunciaron este jueves la primera detección directa de ondas gravitacionales, avance mayúsculo para la física que abre una nueva ventana al universo y sus misterios. Este paso adelante marca el nacimiento de un dominio enteramente nuevo de la astrofísica, comparable al momento en que Galileo apuntó por primera vez su telescopio hacia el cielo en el siglo XVII, dijo France Cordova, directora de la Fundación Nacional Estadunidense de Ciencias, que financia el laboratorio Ligo. El descubrimiento, que corona esfuerzos de décadas, confirma una predicción efectuada por Albert Einstein en su teoría general de la relatividad de 1915.

Estas ondas gravitacionales fueron detectadas en Estados Unidos el pasado 14 de septiembre por los instrumentos del observatorio Ligo (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), que miden cada uno cuatro kilómetros. Este descubrimiento fue realizado en colaboración con equipos científicos europeos, especialmente los investigadores del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) francés, del equipo Virgo. Esta nueva mirada sobre la inmensidad celeste permitirá profundizar nuestra comprensión del cosmos y conducir a descubrimientos inesperados, dijo Cordova.

Las ondas gravitacionales son producidas por perturbaciones en la trama del espacio-tiempo por los efectos del desplazamiento de un objeto de enorme masa. Estas perturbaciones se desplazan a la velocidad de la luz en la forma de ondas y nada las detiene. Este fenómeno, adelantado por Einstein hace un siglo, suele ser representado como la deformación que ocurre cuando un peso reposa sobre una red. En este caso, la red representa el entramado espacio-tiempo. El físico Benoît Mours, del CNRS, consideró que el descubrimiento era histórico porque permite verificar de forma directa una de las predicciones de la teoría general de la relatividad.

Agujeros negros

Por este descubrimiento, los físicos han determinado que las ondas gravitacionales detectadas en septiembre nacieron en la última fracción de segundo antes de la fusión de dos agujeros negros, objetos celestes aún misteriosos que resultan del colapso gravitacional de enormes estrellas. La posibilidad de una colisión entre estos cuerpos fue predicha por Einstein, pero el fenómeno jamás había sido observado.

De acuerdo con la teoría general de la relatividad, un par de agujeros negros en que cada uno orbita en torno al otro pierde energía, produciendo las ondas gravitacionales. Son estas ondas las que fueron detectadas el 14 de septiembre del año pasado, exactamente a las 16:51 horas. El análisis de los datos permitió determinar que esos dos agujeros negros se fusionaron hace unos mil 300 millones de años. Cada uno era entre 29 y 36 veces más grandes que el Sol.

La comparación de los momentos de llegada de las ondas gravitacionales a los dos detectores Ligo (7.1 milisegundos de diferencia) distantes 3 mil kilómetros uno del otro, y el estudio de las características de las señales medidas, confirmaron la detección. Los científicos apuntan que la fuente de las ondas estuvo probablemente en el hemisferio sur del cielo, pero un mayor número de detectores habría permitido establecer una localización más precisa.

Las ondas gravitacionales pueden ser aún más revolucionarias de lo que ha sido el telescopio, porque son diferentes de las fuentes luminosas, consideró el astrofísico David Shoemaker, responsable por Ligo en el Instituto de Tecnología de Massachussetts (MIT, por sus siglas en inglés). Este descubrimiento genera entusiasmo para la física y es muy prometedor para la astrofísica y la astronomía. Así, será posible obtener señales provenientes de diferentes cuerpos de enorme masa como los agujeros negros y las estrellas de neutrones, dijo.

Las primeras aplicaciones que vemos ahora son para los agujeros negros, porque no emiten luz y no los podríamos ver sin las ondas gravitacionales, destacó, para añadir que por el momento se ignora cómo crecen estos objetos, que se hallan en el centro de casi todas las galaxias.

Explorar el universo

Por ello, las ondas gravitacionales pueden ayudar a explicar la formación de las galaxias, dijo Shoemaker. La humanidad posee ahora otra herramienta para explorar el universo, añadió Tuck Stebbins, jefe del laboratorio de astrofísica gravitacional del centro Goddard, de la Nasa. La gravedad es la fuerza que controla el universo y poder ver sus radiaciones nos permite observar los fenómenos más violentos y fundamentales del cosmos, que de otra forma son imposibles de observar, dijo Stebbins. Poder detectar estas ondas que viajan sin perturbación por millones de años torna posible remontarse al primer milisegundo del llamado Big Bang.

Una prueba indirecta de la existencia de las ondas gravitacionales había sido producida por el descubrimiento, en 1974, de un púlsar y de una estrella de neutrones que rotaban una en torno de la otra a alta velocidad. Russell Hulse y Joseph Taylor ganaron el Nobel de Física de 1993 por este hallazgo. Uno de los dos detectores de ondas gravitacionales del proyecto Ligo se encuentra en Livingston, en el sureño estado de Luisiana, y el otro está en Hanford, en Washington. Ambos son equipados con interferómetros, que miden interferencias y permiten capturas extraordinariamente precisas de diversos tipos de ondas.

Este equipo trabaja con el grupo franco-italiano Virgo, situado cerca de Pisa, en Italia, que deberá estar plenamente operativo hacia finales de año. Tanto Ligo como Virgo se han equipado recientemente con instrumentos de medición más modernos y precisos. El descubrimiento está publicado en la revista estadunidense Physical Review Letters.

En esta entrevista, Neil deGrasse Tyson explica las ondas gravitacionales (aplicar subtítulos en botón CC de abajo, a la derecha)

Científicos demuestran que la realidad no existe hasta que no la miramos

Un grupo de físicos de la Universidad Nacional Australiana ha puesto en práctica el experimento de elección diferida de John Wheeler, y ha demostrado que "la medición lo es todo". Dicho experimento implica un objeto en movimiento al que se da la opción de actuar como una partícula o una onda. A continuación, el experimento de Wheeler pregunta: ¿en qué momento el objeto toma la decisión?. Andrew Truscott, profesor asociado en la Escuela de Investigación de Física e Ingeniería de la UNA explica: "A nivel cuántico, la realidad no existe si no se la está mirando".

El sentido común sugiere que el objeto es, o bien similar a una onda, o bien a una partícula, independientemente de cómo se mide. No obstante, la física cuántica predice que si se observa un comportamiento similar a la onda o una partícula depende solamente de cómo se mide al final de su trayecto, y es precisamente lo que han demostrado los científicos australianos.

En primer lugar, el equipo de Truscott atrapó una colección de átomos de helio en estado de suspensión, conocido como el condensado de Bose-Einstein, y luego los expulsó hasta que quedó sólo un átomo. A continuación, el átomo se dejó pasar a través de un par de rayos láser que se propagaban en direcciones opuestas que formaron un patrón de rejilla que actuó como una encrucijada del mismo modo que una rejilla sólida dispersaría la luz.

Luego, de forma aleatoria, se añadió una segunda rejilla de luz para recombinar los caminos, lo cual llevó a una interferencia constructiva o destructiva, como si el átomo hubiera viajado por ambos caminos. Cuando la segunda rejilla de luz no se añadía, tampoco se observaba la interferencia, como si el átomo sólo hubiera escogido un camino.

No obstante, el número aleatorio que determinaba si se añadía o no la segunda rejilla solamente se generaba después de que el átomo hubiera pasado por la encrucijada. Si se opta por creer que el átomo realmente tomó un camino o caminos particulares, entonces uno tiene que aceptar que una medición futura está afectando el pasado del átomo. "Los átomos no viajaron de A a B. Fue solo cuando se midieron al final del viaje que existió el comportamiento ondulatorio o de partícula", precisa Truscott.

De este modo, los científicos han confirmado las predicciones de la física cuántica sobre la naturaleza de la realidad, al demostrar que ésta actualmente no existe hasta que no la medimos, al menos, en pequeña escala.

El origen del Universo y de la vida en la Tierra

A propósito del debate entre creacionismo y evolucionismo y la película Heredarás el Viento que muestra el juicio a que fue sometido un profesor de biología en EEUU el año 1925 por enseñar la teoría de Darwin, invito a ver este fragmento de la serie Cosmos -de Carl Sagan- sobre el origen "estelar" de la vida en la Tierra. La evolución e historia del hombre tiene cinco mil millones de años y nuestro cerebro anfibio, reptil y mamífero nos recuerda que somos polvo de estrellas, pero mucho más que el fabuloso recorrido del átomo de hidrógeno.

Un pálido punto azul

La imagen de la Tierra capturada por el Voyager I a 6 mil millones de kilómetros en 1990 permitió a Carl Sagan escribir, en 1994, dos años antes de su muerte, esta hermosa reflexión sobre nuestro planeta:

Desde este lejano punto de vista, la Tierra puede no parecer muy interesante. Pero para nosotros es diferente. Considera de nuevo ese punto. Eso es aquí. Eso es nuestra casa. Eso somos nosotros. Todas las personas que has amado, conocido, de las que alguna vez oíste hablar, todos los seres humanos que han existido, han vivido en él. La suma de todas nuestras alegrías y sufrimientos, miles de ideologías, doctrinas económicas y religiones seguras de sí mismas, cada cazador y recolector, cada héroe y cobarde, cada creador y destructor de civilizaciones, cada rey y campesino, cada joven pareja enamorada, cada madre y padre, cada niño esperanzado, cada inventor y explorador, cada profesor de moral, cada político corrupto, cada “superestrella”, cada “líder supremo”, cada santo y pecador en la historia de nuestra especie ha vivido ahí —en una mota de polvo suspendida en un rayo de sol.
La Tierra es un escenario muy pequeño en la vasta arena cósmica. Piensa en los ríos de sangre vertida por todos esos generales y emperadores, para que, en gloria y triunfo, pudieran convertirse en amos momentáneos de una fracción de un punto. Piensa en las interminables crueldades cometidas por los habitantes de una esquina de este píxel sobre los apenas distinguibles habitantes de alguna otra esquina. Cuán frecuentes sus malentendidos, cuán ávidos están de matarse los unos a los otros, cómo de fervientes son sus odios. Nuestras posturas, nuestra imaginada importancia, la ilusión de que ocupamos una posición privilegiada en el Universo... Todo eso es desafiado por este punto de luz pálida. Nuestro planeta es un solitario grano en la gran y envolvente penumbra cósmica. En nuestra oscuridad —en toda esta vastedad—, no hay ni un indicio de que vaya a llegar ayuda desde algún otro lugar para salvarnos de nosotros mismos.
La Tierra es el único mundo conocido hasta ahora que alberga vida. No hay ningún otro lugar, al menos en el futuro próximo, al cual nuestra especie pudiera migrar. Visitar, sí. Colonizar, aún no. Nos guste o no, por el momento la Tierra es donde tenemos que quedarnos. Se ha dicho que la astronomía es una experiencia de humildad, y formadora del carácter. Tal vez no hay mejor demostración de la locura de la soberbia humana que esta distante imagen de nuestro minúsculo mundo. Para mí, subraya nuestra responsabilidad de tratarnos los unos a los otros más amable y compasivamente, y de preservar y querer ese punto azul pálido, el único hogar que siempre hemos conocido.

La obsolescencia programada

La obsolescencia programada es uno de los eufemismos empleados en economía para ocultar numerosas prácticas nefastas que sólo persiguen el beneficio de unos pocos. Como señala Annie Leonard en La historia de las cosas, la obsolescencia programa “es la elaboración consciente de productos de consumo que se volverán obsoletos en el corto plazo por una falla programada o una deficiencia incorporada”. Este documental realizado por TVE nos muestra nuevas aristas y da cuenta de numerosos productos expresamente diseñados para que dejen de funcionar apenas se cumple la garantía.

Leer más

El origen de la Tierra

El delta del Nilo y Sumeria

El delta del Nilo es el territorio conformado por los fértiles depósitos aluviales del río Nilo al desembocar en el mar Mediterráneo. Está al norte de Egipto y tiene la forma de la letra griega Delta (Δ), de ahí el nombre dado por los antiguos griegos. Es uno de los deltas más grandes del mundo, abarcando aproximadamente desde Alejandría en el oeste a Puerto Saíd en el este, en la costa mediterránea, y hasta la ciudad de El Cairo por el sur. Aproximadamente, el delta tiene de norte a sur 160 km de longitud, y de este a oeste unos 240 kilómetros de costa. Es una región fértil, muy apta para la agricultura y densamente poblada. En el Antiguo Egipto estas tierras eran denominadas el Bajo Egipto.