Ones gravitacionals, ja fa 10 anys

La primera detecció d’ones gravitacionals va ser el 14 de setembre de 2015 i, tal com es preveia, el seus descobridors, Rainer Weiss, Barry C. Barish i Kip S. Thorne, van ser declarats Premis Nobel de Física de 2017.

En aquell moment només existien dos detectors d’ones gravitacionals (OG), a Livingston i Hanford, tots dos als Estats Units, coneguts com LIGO. Ara ja existeix el Virgo, prop de Pisa (Itàlia), el GEO600 a Hannover (Alemanya) i el Kagra a Hida (Japó). Un altre LIGO s’està construint a l’Índia per finals de 2030. El fet de tenir més d’un detector operatiu facilita la definició precisa del lloc on es produeix la fusió que origina la transformació de massa en energia i crea les ones gravitacionals. Abans, amb només dos detectors els era molt difícil precisar un punt, era un àrea més àmplia.

La primera col·lisió detectada (2015) va ser la fusió de dos forats negres de 29 i 36 masses solars que van originar un nou forat negre, però de només de 62 masses solars. Les 3 masses solars que falten respecte de les 65 inicials s’havien transformat en energia en dècimes de segon, tal com va preveure Einstein el 1915, i van provocar la deformació del teixit espai-temps. Aquesta deformació de l’espai de 10^-19m va ser la que van detectar els interferòmetres LIGO.

Les preguntes que es van generar en aquell moment van ser:

- Quina mena d’esdeveniment havia generat aquella senyal?

- Quina informació se’n podia extreure?

- Era una confirmació de la teoria de la relativitat?

A finals de 2025 s’havien detectat tres-cents senyals. Avui dia els orígens més habituals són la fusió de dos forats negres, també la fusió de dues estrelles de neutrons, o bé, una barreja de forat negre amb estrella de neutrons. De fet aquestes fusions són les que deixen anar més energia i són les úniques que pel ara som capaços de detectar amb la tècnica actual.

Encara no som capaços de detectar explosions de supernoves o bé les que generen les estrelles de neutrons en girar. També s’espera, algun dia, poder detectar el fons estocàstic d’OG, que seria com el fons còsmic de microones, però amb ones gravitacionals. Seria com el conjunt encavalcat de milers de fusions de forats negres de massa estel·lar que originen OG però que serien massa febles per a detectar-les directament.

El proper pas serà la construcció de nous detectors interferomètrics enterrats a 100 m sota terra, per evitar interferències, com seria l’Einstein Telescope a Europa o el Cosmic Explorer als Estats Units. Podrien estar operatius cap al 2035 i els hi permetria guanyar un ordre de magnitud en sensibilitat respecte dels detectors actuals.

L’Agència Espacial Europea (ESA) està preparant el projecte LISA per al 2035, que consisteix en tres naus espacials que volaran en formació triangular, seguint la Terra en la seva òrbita, on cada costat tindrà 2,5 milions de km, sis cops la distància Terra-Lluna. Tindrà sis raigs làser i espera detectar més de 10.000 esdeveniments d’OG. Que així sigui.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 320 de l'agost de 2026