La detección de las ondas gravitacionales gana el Nobel de Física

MADRID-----La Academia de las Ciencias sueca ha concedido el Nobel de Física 2017 a los científicos que detectaron por primera vez las ondas gravitacionales en el laboratorio estadounidense LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).

Se trataba de la única parte de la Teoría de la Relatividad de Einstein que quedaba por demostrar y su detección, dicen los científicos, abrió una nueva era en la astronomía. Rainer Weiss (Berlín, 1932), Barry C. Barish (Omaha, EEUU, 1936) y Kip S. Thorne (Logan, EEUU, 1940) son los tres investigadores galardonados por un logro científico que ha involucrado a más de mil investigadores de 20 países en los últimos años.

Los padres de las ondas gravitacionales también han sido galardonados este año con el Premio Princesa de Asturias de Investigación. Las ondas gravitacionales son perturbaciones en el espacio tiempo, ondulaciones que viajan a la velocidad de la luz y que son producidas por fenómenos muy violentos del Universo, como la fusión de agujeros negros.

Albert Einstein predijo su existencia y cien años después se ha logrado demostrar que estaba en lo cierto. Lo único en lo que se equivocó el genio alemán fue en pensar que su existencia nunca podría ser probada empíricamente por la ciencia.

El 14 de septiembre de 2015 fueron detectadas por primera vez cuando al laboratorio LIGO, en EEUU, llegaron los ecos o huellas de una colisión entre dos agujeros negros que se produjo a 1.300 millones de años luz.

El anuncio se hizo el 11 de febrero de 2016, en medio de una gran expectación y tras varios días de intensos rumores. Desde entonces, han sido detectadas otras tres veces. En las cuatro ocasiones se trató de ondas generadas durante el choque de agujeros negros. 

40 años de trabajo"Con su entusiasmo y determinación", dice el acta del jurado de los Nobel, estos tres investigadores han sido decisivos para el éxito de LIGO, y han liderado un proyecto que se ha prolongado a lo largo de cuatro décadas de esfuerzos, y que ha culminado finalmente en la detección de las ondas gravitacionales.

Y es que el proyecto LIGO fue propuesto inicialmente en los años 80 por Rainer Weiss, en la actualidad profesor emérito de Física del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT); Kip Thorne, del Instituto de Tecnología de California (Caltech) y Ron Drever, que falleció el pasado marzo. Barry Barish (Caltech) se unió al proyecto en 1994 y posteriormente fue nombrado director.

"Legítimamente, este premio pertenece a los cientos de científicos e ingenieros de LIGO que han construido y perfeccionado nuestros complejos interferómetros, y a los cientos de científicos de LIGO y Virgo que encontraron las señales de las ondas gravitacionales entre los ruidosos datos de LIGO, y extrajeron la información", ha declarado Kip Thorne tras conocer que era uno de los galardonados con el Nobel de Física."

La detección es un auténtico triunfo de los modernos experimentos de física a gran escala", apuntó por su parte Barish, que destacó que desde que se recibió la señal procedente de esos agujeros negros aquel 14 de septiembre de 2015, los científicos sólo tardaron unos minutos en identificar ese evento astronómico y en hacer el análisis que demostró que las ondas gravitacionales existían.

Cuatro detecciones La cuarta y última de las cuatro detecciones de las ondas gravitacionales, anunciada el pasado 27 de septiembre, tuvo la particularidad de que no sólo fue observada en los dos laboratorios LIGO que hay en EEUU, sino que también llegó al detector Virgo, situado a las afueras de Pisa (Italia), que el pasado agosto se unió al proyecto LIGO, y en el que participa un grupo de la Universidad de Valencia.

Los tres detectores observaron las mismas ondas gravitacionales el pasado 14 de agosto, originadas tras un choque dos agujeros negros de mediano tamaño que se produjo hace 1.800 millones de años."

Con estos tres instrumentos en marcha se ha podido localizar la fuente con mucha más precisión", afirma en conversación telefónica Alicia Sintes, profesora de Física de la Universidad de las lslas Baleares (UIB) y una de las investigadoras españolas que forma parte del proyecto LIGO.

Según explica Sintes, líder del Grupo de Relatividad y Gravitación de la UIB, "las ondas gravitacionales tienen propiedades distintas a la luz", lo que supone "abrir un nuevo espacio del espectro electromagnético y poder hacer nuevos experimentos para ver cosas que antes no se podían observar".

"Que se haya reconocido este descubrimiento ha sido una gran satisfacción porque detectar las ondas gravitacionales fue un hecho histórico en la ciencia que marca un antes y un después en la historia de la astronomía.

Estamos muy contentos por los tres premiados porque realmente se lo merecen", asegura la profesora del departamento de Física de la UIB, que estimaba en un 30% las posibilidades de que el Nobel de Física de este año fuera para este hito científico.

Un total de 14 investigadores de la universidad balear se dedican al estudio de las ondas gravitacionales procedentes de las fusiones de sistemas binarios de agujeros negros y otros objetos. Según detalla Sintes, su trabajo se centra en "descifrar la onda", uno de los aspectos clave de la investigación de estos fenómenos, pues "los perfiles de las ondas son muy distintos".

El interferómetro LIGO consta de dos detectores idénticos situados a una distancia 3.002 kilómetros (uno está en Hanford y otro en Livingston). Cada brazo del detector, que comenzó a buscar ondas gravitacionales en 2002, tiene cuatro kilómetros de longitud.

India y Japón están construyendo actualmente otros interferómetros que también se dedicarán a estudiar ondas gravitacionales. El laboratorio nipón se llama KAGRA y tendrá dos brazos de 3 km. de longitud. El de la India será el tercer brazo de LIGO (los otros dos están en EEUU) y se prevé que entre en funcionamiento a principios de la próxima década.

 "Toda esta red de interferómetros nos va a permitir ver más eventos astronómicos, localizarlos mejor y extraer más información", dice Sintes. Y es que no se trata sólo de agujeros negros, sino de ondas gravitacionales provocadas por el choque de otros objetos como estrellas de neutrones en rotación o eventos de tipo supernova.

 Gracias a estos instrumentos, añade Sintes, los científicos podrían llegar a obtener "información del universo primitivo, cuando no tenía ni un segundo de vida". Un premio esperadoLa concesión del Nobel de Física a estos investigadores no ha sorprendido a la comunidad científica. Carlos F. Sopuerta, investigador Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC-IEEC), tenía "plena confianza" en que el galardón sería para la detección de las ondas gravitacionales. "Podrían habérselo concedido incluso el año pasado si el anuncio se hubiera producido un poco antes", señala por teléfono.

Y si los laboratorios terrestres LIGO y VIRGO detectan ondas gravitacionales desde la tierra, la misión de la Agencia Espacial Europea (ESA) LISA lo hará desde el espacio. Sopuerta forma parte del proyecto liderado por Europa para construir este ambicioso observatorio espacial, en el que la ESA va a invertir 1.050 millones de euros.

Tras el éxito de la misión de la Agencia Espacial Europea (ESA) Lisa Pathfinder,, cuyo objetivo era mostrar si era viable construir un observatorio espacial, se dio luz verde a LISA. "Oficialmente, el lanzamiento de la misión es en 2034 pero como hemos empezado antes de lo previsto, podría adelantarse", afirma.

Alicia Sintes cree que el observatorio espacial LISA y los detectores terrestres permitirán hacer observaciones complementarias: "Habrá objetos que ellos vean y nosotros no, y viceversa. Y también desde el espacio se podrá predecir cuándo va a ocurrir uno de esos eventos para estar sobre aviso", señala.

"Han hecho falta 100 años para confirmar la existencia de las ondas gravitacionales pero nuestras observaciones durante los dos últimos años ya han suscitado preguntas sobre la formación y la evolución de los agujeros negros, y nos ha permitido probar la gravedad de Einstein con una precisión increíblemente mayor de lo que era posible antes", ha declarado en un comunicado B S Sathyaprakash, investigador de la Universidad de Cardiff, uno de los miembros del equipo LIGO. Cada Premio Nobel está dotado con nueve millones de coronas suecas (unos 940.000 euros).

En el caso de esta edición del Nobel de Física, la mitad será para Weiss y la otra mitad se la repartirán de forma conjunta Thorne y Barish.

El Nobel de Medicina de este año, anunciado el lunes, fue para científicos estadounidenses Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young por sus investigaciones sobre los mecanismos moleculares que regulan los ritmos circadianos.

La ceremonia de entrega tendrá lugar el próximo 10 de diciembre, coincidiendo con el aniversario de la muerte de su fundador, Alfred Nobel.