Ones gravitacionals

Ja les va predir Einstein en la seva formulació de la teoria de la relativitat general, la que inclou la gravetat, el 1916, ara fa 100 anys. Aquest any, 2016, per primer cop ha sigut possible detectar-les. A partir d'ara ja podrem observar l'univers i la matèria que conté d'una altra forma. Fins ara ho fèiem observant les ones electromagnètiques (EM), des de les ones de ràdio fins als raigs gamma i ara ho podrem fer observant ones gravitacionals. Això implica que si abans només podíem estudiar el 5% de l'univers, ara pujarem fins el 23%, doncs podrem observar el comportament de la matèria fosca, la qual no emet cap mena d'ona EM, però sí gravitacionals.

La detecció d'aquestes ones s'ha fet a un aparell anomenat LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) que de fet són dos interferòmetres, un a Livingston i altre a Hanford als Estats Units. I són dos aparells per comparar les deteccions entre ells i eliminar possibles errors degut a petits sismes o d'instrumentació. Cada aparell, amb forma de L i amb una longitud de 4 km a cada braç, consta d'una cavitat òptica, per on circula la llum làser emesa i que en absència d'ones gravitacionals ha de trigar el mateix en fer el recorregut total tan per un braç com per l'altre i per tan, al ser una interferometria s'anul·len les ones i no es produeix cap detecció anòmala.

Ara bé, si existeix una ona gravitacional pel mig la llum es desfasa doncs un braç s'allarga i l'altre s'estira i provoca una detecció. Ens hem d'imaginar les ones com si llancéssim una pedra a l'estany provocant aquest cercles que es van propagant. Aquestes ones modifiquen la posició en l'espai de l'aigua que estava tranquil·lament plana i ara puja i baixa. Les ones gravitacionals fan una acció similar dins del teixit espai-temps que ens envolta fent que les distàncies es modifiquin per la seva acció. El nivell de variació detectat ha sigut de 10⁻¹⁹ metres. Una deumil·lèsima de cops més petit que el nucli d'un àtom.

LIGO de Hanford

Així el 14 de setembre de 2015 els dos detectors LIGO van observar una senyal i després de prop de cinc mesos més tard ho han fet públic. L'origen es situa en dos forats negres, de 36 i 29 masses solars, que ens van fondre en un de sol fa 1.300 milions d'anys i que en el darrers 20 milisegons del seu xoc van emetre tres masses solar en forma d'energia com ones gravitacionals. Ha sigut l'explosió més forta observada pels humans després del Big Bang.

Aquest esdeveniment ens obre les portes per observar l'univers amb altres ulls, els de l'espectre gravitacional, desconegut fins ara, però que caldrà anar emplenant amb noves deteccions. De fet ja existeix un segon projecte, aquest cop a l'espai, anomenat LISA Pathfinder i que es completarà amb el eLISA cap a l'any 2034.

Serà molt probable que als investigadors que han participat en aquest projecte els hi arribi el premi Nobel en no gaire temps.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 196 de l'abril de 2016