L’11 de febrer passat va ser anunciada mundialment la primera observació directa d’ones gravitatòries, esperada llargament (des del 1950) per la comunitat científica. L’any 1974 ja foren observades indirectament per Hulse i Taylor a partir de peculiaritats de la rotació de dues estrelles de neutrons, l’una al voltant de l’altra. L’anunci va ser precedit per quatre mesos d’anàlisis molt detallades de les dades recollides en dos observatoris del LIGO (Light Interferometer Gravitational-Waves Observatory) durant un episodi de pocs segons del setembre passat, per tal d’eliminar possibles explicacions alternatives —cura especialment necessària tenint en compte que el març del 2014 el radiotelescopi BICEP2, situat a l’Antàrtida, havia anunciat erròniament l’observació d’ones gravitatòries a partir de dades de polarització de microones còsmiques que, tot i ser plausibles, van ser interpretades posteriorment com a efectes de pols galàctica. Les ones gravitatòries són una de les prediccions més particulars i sorprenents de la relativitat general d’Einstein (1915) —encara que abans d’ell la teoria gravitomagnètica de la gravitació també predeia ones gravitatòries, tot i que d’una naturalesa diferent de l’einsteniana. Aquestes ones consisteixen en contraccions i expansions del mateix espai, com a conseqüència de fenòmens astrofísics o galàctics prou intensos. En particular, l’observació esmentada va consistir en un conjunt d’allargaments i contraccions repetitius d’una amplitud de l’ordre d’una centèsima del radi d’un protó en dos túnels perpendiculars de quatre quilòmetres de longitud. Observar pertorbacions tan ínfimes requereix, naturalment, tècniques interferomètriques molt acurades. El senyal va ser observat gairebé simultàniament en dos observatoris situats a dos extrems dels Estats Units d’Amèrica (Louisiana, i Washington occidental), fet que permet descartar que fos produït per ones sísmiques. Segons la interpretació dels estudiosos, el fenomen causant d’aquest breu episodi ondulatori va ser l’etapa final de col·lisió de dos forats negres de trenta-cinc i vint-i-sis masses solars, aproximadament, que giraven l’un a l’entorn de l’altre a trenta rotacions per segon i acceleraven, en dues dècimes de segons, fins a dues-centes cinquanta rotacions per segon, moment en el qual es va produir la col·lisió final. Malgrat la impressionant potència d’un fenomen com aquest, el senyal observat fou molt petit, ja que la col·lisió es va produir a uns mil tres-cents milions d’anys llum de la Terra. Aquest descobriment, en principi, obre la porta per a observar l’Univers de menys de quatre-cents mil anys d’edat. Abans, l’espai no és transparent a la radiació electromagnètica, ja que està ocupat per matèria completament ionitzada, que dispersa la llum. En canvi, les ones gravitatòries poden travessar aquesta boira i posar de manifest fenòmens anteriors. En concret, voldríem observar la formació de grans estructures de matèria fosca anteriors a la formació de les galàxies o, encara abans, ones gravitatòries procedents de l’etapa inflacionària, de quan l’Univers tenia mil·lèsimes de bilionèsimes de bilionèsimes de segon. Per a això, però, caldrà acumular moltes observacions d’ones gravitatòries. S’espera aconseguir-ho amb la futura missió LISA (Laser Interferometer Space Antenna), que consistirà en tres satèl·lits que formen un triangle equilàter d’uns cinc milions de quilòmetres d’aresta, mesurada contínuament amb làsers. Aquest projecte, tot i el seu interès potencial, no va ser considerat prioritari en la col·laboració NASA-ESA. Podria ser que l’observació actual doni un nou impuls a aquest projecte. Em plau dedicar aquesta breu explicació a la memòria del doctor José Alberto Lobo, que va destinar bona part de la seva vida professional a l’estudi de maneres d’observar ones gravitatòries, i que va morir tres anys abans de l’observació d’aquestes ones.

Tweet

---