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miércoles, diciembre 8, 2021

Cómo fue que los científicos descubrieron la “música” del universo y tienen más misterios por aclarar

COLABORACION LIGO/ NSF
Se han detectado más 500 ondas gravitacionales hasta ahora, y se inauguró una nueva etapa en la astronomía. Los científicos consideran que es como el paso del cine mudo al sonoro en el campo de la astronomía. En 2019, detectaron que la fusión de un par de agujeros negros binarios produjo ondas gravitacionales equivalentes a la energía de ocho soles, Fue un hallazgo del Observatorio de LIGO y el Virgo de Europa /Mark Myers, ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav)/Swinburne University

El físico Albert Einstein decía que no se podía culpar a su teoría de la gravedad cuando la gente caía atrapada por el amor. Pero la historia de los argentinos Gabriela González y Jorge Pullin, lo desmiente. Ellos se enamoraron al hablar sobre cuestiones de física y como parte de la colaboración internacional del Observatorio LIGO llegaron a detectar por primera vez las ondas gravitacionales, que habían sido predichas por Einstein. Ahora, con otro científico que participó en el gran descubrimiento, Mario Díaz, y su esposa Lidia, profesora de literatura latinoamericana, los físicos se pusieron a revelar con detalles la historia sobre cómo hicieron para ponerle “música” al Universo.

Los dos matrimonios acaban de publicar un libro editado en español en el que comparten las ansiedades, las intimidades y la alegría que vivieron tras la búsqueda de las ondas gravitacionales, con apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos. Pero no se quedaron solo en los logros sino que también ya piensan en el futuro y en las preguntas hoy pendientes que se han generado a partir de la detección de las ondas.

Una onda gravitacional es invisible, aunque increíblemente rápida en el espacio. Einstein había predicho que algo especial sucede cuando dos cuerpos, como planetas o estrellas, orbitan entre sí. Sostenía que ese tipo de movimientos podrían causar ondulaciones en el espacio. Esas ondulaciones se extenderían como las ondulaciones que se producen en un estanque cuando se lanza una piedra. Esas ondulaciones del espacio son las llamadas “ondas gravitacionales”.

González, Pullin, Lidia y Mario Díaz escribieron en su libro: “A las imágenes que obtenemos del universo con nuestros telescopios ahora se les puede sumar otra dimensión sensorial, como cuando al cine mudo se le agregó la banda sonora. ¡Ahora podemos escuchar la música del universo!”.

LIGO
Parte del instrumental de óptica del Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser. Los científicos fueron desarrollando diferentes instrumentos para ganar una sensibilidad que les permitera detectar las ondas gravitacionales. Estas ondas se pueden generar por choque de galaxias, explosión de supernovas, formación de agujeros negros o de estrellas de neutrones / Colaboración LIGO

Los Díaz se conocieron en una fábrica de automóviles. Él era mecánico de mantenimiento y ella trabajaba en las oficinas en los años setenta. Después estudiaron en la Universidad Nacional de Córdoba: ella se graduó en ciencias de la educación, y él en física. Hasta que conocieron en Córdoba a González y Pullin, quien se había graduado en el Instituto Balseiro de Bariloche. Más adelante y en diferentes momentos, los dos matrimonios se mudaron a los Estados Unidos. Si bien forman parte de diferentes instituciones científicas, integraron la Colaboración LIGO que fue fundada en 1997.

Gabriela González es científica y docente en la Universidad del Estado de Louisana en los Estados Unidos. Fue vocera de la Colaboración Ligo cuando se produjo el anuncio de la primera detección de ondas gravitacionales en el universo (Archivo DEF)
Gabriela González es científica y docente en la Universidad del Estado de Louisana en los Estados Unidos. Fue vocera de la Colaboración Ligo cuando se produjo el anuncio de la primera detección de ondas gravitacionales en el universo (Archivo DEF)

En diálogo telefónico con Infobae, la doctora González recordó: “Cuando empecé a estudiar en los Estados Unidos, hice una tesis sobre teoría de la relatividad general que continuaba mi tesis de licenciatura. Tuve un profesor en Syracuse que estaba involucrado en la cooperación Ligo, y me pareció fascinante. Me tomó como su primera alumna de doctorado. Cambié de tema y demoré dos años, pero valió la pena”. La física se involucró con el desarrollo de los instrumentos para detectar las ondas gravitacionales. Su marido, Jorge Pullin, estuvo trabajando en cálculos matemáticos para predecir la forma de las ondas gravitaciones que se producen después de que se fusionan dos agujeros negros.

“En 2005 conseguimos la sensibilidad en los instrumentos que buscábamos. Fue una sensación maravillosa. Eran tecnologías iniciales que sabíamos que no iban a detectar las ondas. Pero la Fundación Nacional de Ciencias, pedía tener esa sensibilidad para luego darnos más fondos para los instrumentos posteriores. Con la segunda generación de instrumentos finalmente hicimos la detección de las ondas gravitacionales”, explicó González.

¿Qué fue lo más excitante de la detección de las ondas gravitacionales? “Hubo varios momentos. La detección fue impresionante. Pero el primer día que vimos una señal nos tomó meses aceptar que era real. Los meses posteriores al descubrimiento no pude respirar tranquila hasta que lo anunciamos. Fueron meses muy estresantes”, reconoció. Esas primeras ondas gravitacionales que detectaron los científicos en 2015 se habían producido cuando dos agujeros negros chocaron entre sí hace 1,3 millones de años. El observatorio utiliza láseres, espejos e instrumentos extremadamente sensibles para detectar esas ondas.

Detección de ondas gravitacionales 2016 por proyecto LIGO
Las ondas gravitacionales llevan consigo información acerca de sus dramáticos orígenes y sobre la naturaleza de la gravedad que no puede obtenerse de otra manera. En 2015, la Colaboración LIGO detectó ondas que habían sido producidas durante la última fracción de segundo de la fusión de dos agujeros negros / LIGO CALTECH

En 2017, con el observatorio LIGO hicieron otro descubrimiento clave: detectaron las ondas generadas por el choque de estrellas de neutrones. “Fue en colaboración con Europa. Se trianguló información e incluyó al Observatorio de Córdoba. Es uno de los descubrimientos del siglo. Cuando se lo presentó, yo ya no era la líder, y lo pude disfrutar más”. Para González, los descubrimientos son una combinación de contar con instrumentos, gente, teoría, astrofísica, análisis, y -recalcó- trabajo en equipo.

Mario Díaz, físico que participa en el Proyecto LIGO
Se detectaron las ondas gravitacionales generadas por el choque de estrellas de neutrones por primera vez en 2017. El descubrimiento fue realizado por los científicos de la Colaboración Científica LIGO, que incluye al doctor Mario Díaz (centro) y del detector Virgo, en Europa. Luego, fue corroborado por científicos argentinos con el telescopio de la Estación Astrofísica de Bosque Alegre, ubicado en las sierras de Córdoba de Argentina

Ahora, los científicos van por más. Quieren que el libro La música del universo -de la colección Ciencia que ladra, dirigida por Diego Golombek- sea leído como una herramienta de divulgación para inspirar a futuras generaciones, y que sirva también para alentar a que haya más mujeres en la física y la astronomía.

“Cuando era estudiante, había gente que decía que tenía que ir a ser madre en lugar de hacer física. Hoy la situación de discriminación es más sutil. Una de las razones es pelear la imagen de Einstein. Se puede hacer buena ciencia durante la juventud. No se necesita ser excéntrico. La mayoría de los científicos no son así”, comentó. Actualmente, además de investigar y dirigir estudiantes de posgrado, la doctora González da clases de física a 200 estudiantes de medicina de manera virtual en la Universidad del Estado de Louisiana en EE.UU.

For the third time, the Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) detected gravitational waves, ripples in space and time, demonstrating that the detection of gravitational waves may soon become commonplace. This image shows a collision of two black holes with masses of 28 to 36 and 21 to 28 times the mass of the sun, respectively. The spheres at the center represent the event horizons of the black holes. The size of the black holes has been increased by a factor of 4 to enhance visibility. Elevation and color of the surface gives an indication of the strength of the gravitational field at that point. Orange is strongest, dark blue is weakest. The collision happened between 1.1 and 2.2 billion light-years from Earth, and was observed from a direction near the Eridanus constellation. The mass equivalent of three suns was converted to gravitational radiation and radiated into space.
Esta imagen muestra una colisión de dos agujeros negros con masas de 28 a 36 y 21 a 28 veces la masa del Sol, respectivamente. Las esferas del centro representan los horizontes de sucesos de los agujeros negros. La colisión se produjo entre 1.100 y 2.200 millones de años luz de la Tierra, y se observó desde una dirección cercana a la constelación de Eridanus. A partir de esa colisión se generaron ondas que fueron detectadas en 2016 / NCSA Gravity Group

Con entusiasmo, los investigadores siguen buscando más respuestas. “Cada descubrimiento genera más preguntas que respuestas. Hemos hecho 50 detecciones desde 2015 hasta hoy. No todas son de ondas relacionadas con agujeros negros. Algunas detecciones involucran objetos que no son agujeros negros ni estrellas de neutrones. Estamos investigando de qué se tratan”, aclaró.

“También esperamos encontrar una señal periódica de una onda sinusoidal- adelantó-. La teoría la predice también porque las estrellas de neutrones no son perfectas. Son muy esféricas, pero tienen montañitas. Giran y deberían producir ondas sinusoidales que no desaparecen como los dos agujeros negros que se fusionan. Todavía las seguimos buscando. Hay mucho por hacer en este campo, como por ejemplo queremos rastrear la historia de los agujeros negros”.

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