Ondas gravitacionales: diez años desde que la humanidad, con ayuda de la UIB, escuchó el universo por primera vez

Mallorca es un pedazo ínfimo (exiguo, nanoscópico, submicroscópico, imperceptible) del universo. Y sin embargo, el intenso trabajo de algunos cerebros radicados en este reducido trozo de tierra ayudaron a que el 14 de septiembre de 2015 la humanidad oyera, por primera vez en la historia, el sonido del cosmos. Apenas un susurro, una vibración brevísima, de dos décimas de segundo, que recorrió 1.300 millones de años luz antes de llegar a los detectores de LIGO en Estados Unidos. Era la huella de la colisión de dos agujeros negros y la confirmación, un siglo después, de una de las predicciones más audaces de Albert Einstein: la existencia de ondas gravitacionales.

El hallazgo abrió una nueva era en la astronomía. Desde entonces, no solo miramos el universo con telescopios de luz o detectores de partículas, sino que también lo escuchamos a través de esas 'arrugas' del espacio-tiempo. Y en ese momento histórico estaba la Universitat de les Illes Balears. El grupo GRAVITY, dirigido por Alicia Sintes y Sascha Husa, había desarrollado modelos y herramientas imprescindibles para interpretar aquella señal.

Tras asumir que lo sucedido era real (al principio no se lo creían) los miembros de GRAVITY pensaron con modestia que no podrían seguir el ritmo en este nuevo campo científico que se abría, la astronomía gravitacional, ya que se iba a volver tremendamente competitivo. Pero diez años después, aquí siguen, en primera línea en una colaboración en la que participan gigantes como Caltech o el Max Planck: con humildad, pero con mucho reconocimiento nacional e internacional y con algunos recursos más: su equipo suma ahora 30 personas, reciben solicitudes de personas interesadas en trabajar con ellos cada semana y han visto explotar el interés por estudiar Física en la universidad balear.

Una década después de aquella primera onda, la UIB ha mantenido un papel importante en la colaboración internacional LIGO y ha contribuido con sus modelos teóricos en las más de 300 detecciones registradas: "Nos emocionó una señal, pero ahora hablamos ya de una sinfonía", celebra Sintes, que en sus intervenciones combina con naturalidad los datos de magnitudes inabarcables para el cerebro medio con las imágenes poéticas.

La menorquina, directora del Institut de Aplicacions Computacionals de Codi Comunitari (IAC3) de la UIB, valora que, al contribuir a escuchar el cosmos, la UIB ha conseguido que su voz se escuche con atencion en el ecosistema investigador. Así, la Universitat tiene mucho que celebrar en este décimo aniversario y por eso celebra ha inaugurado una reunión científica internacional, «The 10th Anniversary of the discovery of Gravitational Waves», con la participación de grandes referentes mundiales como Clifford Will, uno de los grandes expertos en relatividad general; Bernard Schutz, pionero y padre fundador de la astronomía de ondas gravitacionales; o Harald Lück, investigador clave en el desarrollo de los detectores LIGO, Virgo y en el futuro el Einstein Telescope.

En este encuentro se hará balance y se valorará cómo desde aquel 14 de septiembre de 2015 la detección de señales ha mejorado muchísimo gracias al avance de la tecnología y son tres veces más precisas, pese a estar hablando de distorsiones extremadamente minúsculas ("700.000 veces más pequeñas que un pelo humano"). Hoy se registran fusiones de agujeros negros casi cada tres días, se han observado colisiones de estrellas de neutrones, se producen fenómenos inesperados que lanzan nuevos interrogantes y hacen tambalear antiguas creencias... «Y cada señal nos acerca a las grandes preguntas: de dónde venimos y hacia dónde vamos», resume Husa.

Descubrimientos que dan la razón a Albert Einstein y a Stephen Hawking

Las detecciones también sirven para confirmar teorías e hipótesis. Si la primera onda gravitacional dio la razón, una vez más, a Albert Einstein, una de las últimas señalas registradas ha certificado la ideas de Stephen Hakwing, según ha explicado el doctor David Keitel, investigador de GRAVITY. El descubrimiento más reciente ha confirmado con un nivel de confianza del 99,999% el teorema del área propuesto por Hawking en 1971. La señal GW250114, detectada el pasado enero, mostró cómo la superficie del agujero negro final tras la fusión era mayor que la suma de las superficies de los dos progenitores, tal como predice la teoría. Esto parece algo obvio de decir y sencillo de comprobar pero, según razona Keitel, hay que tener en cuenta muchos aspectos y poder comprobarlo "ha requerido diez años de avances tecnológicos y teóricos».

El resultado no solo valida una ley fundamental de la relatividad, sino que también tiene "implicaciones profundas" para el futuro de la física, al relacionar los agujeros negros con la entropía y la búsqueda de una teoría unificada de la gravedad cuántica.

Esperanza pero también preocupación por el presente y el futuro

Los investigadores ven con emoción el futuro de la astronomía gravitacional. Ahora mismo hay tres detectores en tierra cosechando datos: LIGO (EEUU); Virgo (Italia) y KAGRA (Japón). Pero en unos años las posibilidades para registrar ondas crecerán exponencialmente gracias a dos iniciativas.

Por un lado, la misión espacial LISA, en la que participa la UIB con investigadores en puestos destacados, y que supondrá lanzar el el primero observatorio espacial de ondas gravitacionales: tres naves espaciales que volarán por el espacio a millones de kilómetros unas de las otras, formando un gigantesco interferómetro que se espera que en diez años permita "observar colisiones de agujeros negros supermasivos y captar los primeros momentos tras el Big Bang".

Por otro lado, el proyecto del Einstein Telescope, genera mucha expectación entre los investigadores que esperan que Europa se posicione así en liderazgo de la astrofísica gravitacional: "Se espera que registre cientos de miles de señales cada año, incluyendo las emitidas por las primeras estrellas que se formaron en el universo", indica Husa, "podremos comprender mejor el ciclo de vida estelar, el origen del cosmos y el comportamiento de la materia en las estrellas de neutrones".

El doctor Husa cre que el papel de Europa puede ser especialmente importante, más ahora que la administración Trump está atacando la ciencia y recortando la inversión en investigación. El científico opina que en EEUU ahora mismo el panorama para los jóvenes investigadores es muy complicado y por ello Europa debería esforzarse para poder darles una respuesta, asumirlos y crecer.

El investigador de GRAVITY considera que aquí hay muchas cosas que deben mejorar, y ha empezado por mencionar el enemigo número uno de la ciencia en España: la burocracia. "Las pantallas de los científicos deberían estar llenas de ecuaciones, no de papeleo", lamenta. Sintes por su parte expresa su frustración por no poder contar todavía en Baleares con el anhelado supercomputador, que les permitiría poder reaccionar rápidamente a cualquier detección y hacer pequeños test de forma inmediata y no tener que esperar los cuatro meses (mínimo) que supone toda petición para trabajar en supercomputadores del resto de España (como el Marenostrum de Barcelona o el Artesima en Valencia). "Seguiremos usándolos, los necesitamos, pero el de aquí nos permitirá hacer rápidamente pequeñas pruebas que nos serán muy útiles", indica

Con todo, pese a las preocupaciones por el negacionismo científico o la necesidad de más recursos, la esperanza gana: "Lo mejor en la astronomía gravitacional aún está por llegar".