hace mucho tiempo, en lo profundo del espacio, dos agujeros negros masivos—los campos gravitacionales ultragrangos dejados por Estrellas gigantescas que colapsaron en puntos infinitesimales—se juntaron lentamente. Los fantasmas estelares se acercaron cada vez más, hasta que, hace unos 1,3 mil millones de años, giraron unos sobre otros a la mitad de la velocidad de la luz y finalmente se fusionaron., La colisión envió un estremecimiento a través del universo: ondas en el tejido del espacio y el tiempo llamadas ondas gravitacionales. Hace cinco meses, lavaron más allá de la Tierra. Y, por primera vez, los físicos detectaron las olas, cumpliendo una búsqueda de 4 décadas y abriendo nuevos ojos en los cielos.,

Aquí está la primera persona en detectar esas ondas gravitacionales

El descubrimiento marca un triunfo para los 1000 físicos con el Observatorio de ondas gravitacionales interferómetro láser (LIGO), a pair of gigantic instruments in Hanford, Washington, and Livingston, Louisiana. Los rumores de la detección habían circulado durante meses. Hoy, en una conferencia de prensa en Washington, D. C., El equipo LIGO lo hizo oficial. «¡Lo hicimos!,»dice David Reitze, físico y director ejecutivo de Ligo en el Instituto de tecnología de California (Caltech) en Pasadena. «Todos los rumores que se arremolinan por ahí tienen la mayor parte de la razón.»

Albert Einstein predijo la existencia de ondas gravitacionales hace 100 años, pero detectarlas directamente requirió una destreza tecnológica alucinante y una historia de caza. (Vea una línea de tiempo a continuación de la historia de la búsqueda de ondas gravitacionales., Los investigadores de LIGO detectaron una onda que estiró el espacio en una parte EN 1021, haciendo que toda la Tierra se expandiera y contraiga en 1/100, 000 de un nanómetro, aproximadamente del ancho de un núcleo atómico. La observación pone a prueba la teoría de la gravedad de Einstein, la teoría general de la relatividad, con un rigor sin precedentes y proporciona una prueba positiva de que existen agujeros negros. «Ganará un Premio Nobel», dice Marc Kamionkowski, teórico de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland.,

LIGO observa un minúsculo estiramiento del espacio con lo que equivale a reglas ultraprecisas: dos artilugios en forma de L llamados interferómetros con brazos de 4 kilómetros de largo. Los espejos en los extremos de cada brazo forman una larga «cavidad resonante», en la que la luz láser de una longitud de onda precisa rebota hacia adelante y hacia atrás, resonando al igual que el sonido de un anillo de tono específico en un tubo de órgano. Donde los brazos se encuentran, las dos vigas pueden superponerse. Si han viajado diferentes distancias a lo largo de los brazos, sus ondas terminarán fuera de paso e interferirán entre sí., Eso causará que parte de la luz retumbe a través de una salida llamada Puerto oscuro en sincronía con las ondulaciones de la ola.

a partir de la interferencia, los investigadores pueden comparar las longitudes relativas de los dos brazos con 1/10.000 de ancho de un protón,suficiente sensibilidad para ver una onda gravitacional que pasa mientras estira los brazos en diferentes cantidades. Sin embargo, para detectar desplazamientos tan pequeños, los científicos deben amortiguar vibraciones tales como el estruendo de las ondas sísmicas, el tronar del tráfico y el choque de las olas en las costas distantes.,

el 14 de septiembre de 2015, a las 9:50:45 Hora Universal—4:50 a.m. en Louisiana y 2:50 a. m. en Washington—los sistemas automatizados de Ligo detectaron tal señal. La oscilación emergió a una frecuencia de 35 ciclos por segundo, o Hertz, y aceleró hasta 250 Hz antes de desaparecer 0,25 segundos más tarde. La frecuencia creciente, o chirrido, jibes con dos cuerpos masivos en espiral uno dentro del otro. El 0.,007-segundo retraso entre las señales en Luisiana y Washington es el momento adecuado para una onda de velocidad de la luz que atraviesa ambos detectores.

la señal supera el estándar de «cinco sigma» de significación estadística que los físicos utilizan para reclamar un descubrimiento, informan investigadores de LIGO en un artículo programado para ser publicado en Physical Review Letters para coincidir con la Conferencia de prensa. Es tan fuerte que se puede ver en los datos en bruto, dice Gabriela González, física de la Universidad Estatal de Louisiana, Baton Rouge, y portavoz de la colaboración científica LIGO., «Si filtras los datos, la señal es obvia a la vista», dice.

La comparación con simulaciones por computadora revela que la onda provino de dos objetos 29 y 36 veces más masivos que el sol en espiral a menos de 210 kilómetros uno del otro antes de fusionarse. Solo un agujero negro—que está hecho de energía gravitacional pura y obtiene su masa a través de la famosa ecuación de Einstein E=mc2—puede empaquetar tanta masa en tan poco espacio, dice Bruce Allen, miembro de Ligo en el Instituto Max Planck de física gravitacional en Hannover, Alemania., La observación proporciona la primera evidencia de agujeros negros que no depende de ver gas caliente o estrellas arremolinarse alrededor de ellos a distancias mucho mayores. «Antes, se podía discutir en principio si existen o no agujeros negros», dice Allen. «Ahora no puedes».

la colisión produjo una explosión asombrosa e invisible. El modelado muestra que el agujero negro final totaliza 62 masas solares – 3 masas solares menos que la suma de los agujeros negros iniciales. La masa faltante desapareció en la radiación gravitacional, una conversión de masa en energía que hace que una bomba atómica parezca una chispa., «Durante una décima de segundo brilla más que todas las estrellas en todas las galaxias», dice Allen. «Pero solo en ondas gravitacionales.»

otras explosiones estelares llamadas explosiones de Rayos gamma también pueden eclipsar brevemente a las estrellas, pero la fusión explosiva del agujero negro establece un récord alucinante, dice Kip Thorne, un teórico gravitacional de Caltech que desempeñó un papel destacado en el desarrollo de LIGO. «Es, con mucho, la explosión más poderosa que los humanos han detectado, excepto el big bang», dice.

durante 5 meses, los físicos de LIGO lucharon para mantener una tapa en su descubrimiento pupating., Normalmente, la mayoría de los miembros del equipo no habrían sabido si la señal era real. Ligo regularmente sales de sus lecturas de datos con falsas señales secretas llamadas «inyecciones ciegas» para probar el equipo y mantener a los investigadores alerta. Pero el 14 de septiembre de 2015, ese sistema de inyección ciega no estaba funcionando. Los físicos habían completado recientemente una actualización de las máquinas de 5 años y 205 millones de dólares, y varios sistemas, incluido el sistema de inyección, aún estaban fuera de línea cuando el equipo terminó una «carrera de ingeniería preliminar».»Como resultado, toda la colaboración sabía que la observación era probablemente real., «Ese día estaba convencido», dice González.

aún así, los físicos de LIGO tuvieron que descartar todas las alternativas, incluida la posibilidad de que la lectura fuera un engaño malicioso. «Pasamos alrededor de un mes buscando las formas en que alguien podría falsificar una señal», dice Reitze, antes de decidir que era imposible. Para González, hacer los cheques «fue una gran responsabilidad», dice. «Esta fue la primera detección de ondas gravitacionales, por lo que no había lugar para un error.,»

probar que existen ondas gravitacionales puede no ser el legado más importante de LIGO, ya que ha habido evidencia indirecta convincente para ellas. En 1974, los astrónomos estadounidenses Russell Hulse y Joseph Taylor descubrieron un par de estrellas de neutrones emisoras de radio llamadas púlsares orbitando entre sí. Al cronometrar los púlsares, Taylor y su colega Joel Weisberg demostraron que están girando muy lentamente uno hacia el otro, como deberían si estuvieran irradiando ondas gravitacionales.

es de lejos la explosión más poderosa que los humanos han detectado excepto por el big bang.,

es la perspectiva de la ciencia que se podría hacer con las ondas gravitacionales que realmente excita a los físicos. Por ejemplo, dice Kamionkowski, el teórico de Johns Hopkins, el primer resultado de LIGO muestra el poder de tal radiación para revelar Objetos Astrofísicos invisibles como los dos agujeros negros malogrados. «Esto abre una nueva ventana a esta vasta población de remanentes estelares que sabemos que están ahí fuera, pero de los cuales solo hemos visto una pequeña fracción», dice.

la observación también allana el camino para probar la relatividad general como nunca antes, dice Kamionkowski., Hasta ahora, los físicos han estudiado la gravedad solo en condiciones donde la fuerza es relativamente débil. Al estudiar las ondas gravitacionales, ahora pueden explorar condiciones extremas en las que la energía en el campo gravitacional de un objeto representa la mayor parte o la totalidad de su masa, el Reino de la gravedad fuerte hasta ahora explorado por los teóricos solos.

con la fusión del agujero negro, la relatividad general ha pasado la primera prueba de este tipo, dice Rainer Weiss, un físico del Instituto de tecnología de Massachusetts (MIT) en Cambridge, a quien se le ocurrió la idea original para LIGO. «Las cosas que se calculan a partir de la teoría de Einstein se ven exactamente como la señal», dice. «Para mí, eso es un milagro.»

la detección de ondas gravitacionales marca la culminación de una búsqueda de décadas que comenzó en 1972, cuando Weiss escribió un documento que esboza el diseño básico de LIGO., En 1979, la Fundación Nacional de Ciencias financió el trabajo de investigación y desarrollo tanto en el MIT como en Caltech, y la construcción de LIGO comenzó en 1994. Los instrumentos de $272 millones comenzaron a tomar datos en 2001, aunque no fue hasta la actualización que los físicos esperaban una señal.

si el descubrimiento de LIGO merece un Premio Nobel, ¿quién debería recibirlo? Los científicos dicen que Weiss es un shoo-in, pero él se opone. «No me gusta pensar en ello», dice. «Si gana un Premio Nobel, no debería ser por la detección de ondas gravitacionales. Hulse y Taylor hicieron eso.,»Muchos investigadores dicen que otros beneficiarios dignos incluirían a Ronald Drever, el primer director del proyecto en Caltech que hizo contribuciones clave al diseño de LIGO, y Thorne, el teórico de Caltech que defendió el proyecto. Thorne también se opone. «Las personas que realmente merecen el crédito son los experimentadores que lograron esto, comenzando con Rai y Ron», dice.

mientras tanto, otras detecciones pueden llegar rápidamente. Los investigadores de LIGO todavía están analizando los datos de su primera operación de observación con sus detectores mejorados, que terminó el 12 de enero, y planean comenzar a tomar datos nuevamente en julio., Un equipo en Italia espera encender su detector Virgo reconstruido, un interferómetro con brazos de 3 kilómetros, a finales de este año. Los físicos esperan ansiosamente la próxima ola.

Ver más de la cobertura de la ciencia de las ondas gravitacionales.,