NeoFronteras

Se ha conseguido finalizar la actualización del interferómetro Virgo, por lo que la detección de ondas gravitatorias se realizará mejor y la nueva astronomía será ya una realidad.

Hace muchos años un investigador de origen español trataba de convencer al gobierno de turno para que en España se instalara un interferómetro de ondas gravitacionales

El pobre hombre iba de un lado a otro dando una conferencia sobre el asunto a la que algunos asistimos. La idea era que si se instalaba algún interferómetro en EEUU sería entonces necesario instalar otros en diversos lugares del mundo para así poder hacer una buena triangulación y saber el origen de la fuente de ondas gravitacionales, además de poder descartar fuentes locales de vibraciones. Europa reunía las mejores cualidades y España en particular podría ser el mejor lugar.

Naturalmente era como predicar en el desierto, pues ni el gobierno de ese tiempo, ni los que vinieron después quisieron mojarse en este asunto. Esto nos dice que la ciencia es siempre una carrera a largo plazo que da siempre sus frutos, aunque haya que esperar. Naturalmente si no se apuesta por ello nunca se tendrán resultados. Ahora en España no podemos disfrutar del éxito.

El caso es que el interferómetro europeo se instaló en Italia y se llama Virgo. Es noticia ahora porque se acaba de terminar una actualización que casi le equipara en sensibilidad a los LIGO norteamericanos, que hicieron historia hace no tanto tiempo al detectar directamente las famosas ondas gravitacionales por primera vez.

Todas estas instalaciones no son más que un par de túneles en forma de L por los que van los tubos interferométricos al vacío. Dentro de ellos circula la luz una y otra vez, que, por cada tramo, tarta sólo 10 microsegundos de viaje, poco tiempo comparado con los 10 minutos en coche que les lleva a los humanos. En la unión entre los dos brazos la luz se interfiere entre sí generando un patrón que depende de si los brazos alargan o no su longitud, algo que ocurre al paso de una onda gravitacional al estirar y encoger el espacio. LIGO empezó a operar en 2002.

En el proyecto Virgo también participaron investigadores y capital francés desde un principio, por lo que se trataba de una colaboración entre ambos países. Más tarde se han unido al proyecto húngaros y polacos.

Aunque Virgo comenzó en 2007 la búsqueda de las famosas ondas en las planicies de la Toscana cerca de Pisa, no pudo sumarse al triunfo de hace un año (no todo iba a ser una suerte perfecta) porque se estaba actualizando su equipamiento. Así que serán los chicos de LIGO los que se lleven en premio Nobel.

Ahora, después de 5 años y 23 millones de euros, por fin va entrar en funcionamiento Advanced Virgo, que se inaugura el próximo día 20 de febrero. Cuando semanas más tarde esté operativo para hacer ciencia junto con los LIGO, se tendrá una precisión sin igual a la hora de observar ondas gravitacionales. A partir de entonces este tipo de detecciones se realizarán más regularmente, por lo que la astronomía de ondas gravitatorias será ya una realidad.

“Después del anuncio nos sentimos reivindicados. Todo el trabajo que hemos hecho durante 30 años cerca de la más completa oscuridad tiene ahora significado”, dice Giovanni Losurdo, que trabaja en Virgo desde los años noventa. Gracias al acuerdo entre el equipo norteamericano e italiano sobre el reparto de datos, todos los investigadores de ambos grupos salen en los artículos del conjunto.

Los brazos de Virgo tienen 3 km de longitud y el sistema interferométrico es capaz de detectar discrepancias entre la longitud de los mismos de una parte en 10²¹. Al no llegar a los 4 km de LIGO, tampoco va a tener la sensibilidad de los dos norteamericanos.

Desgraciadamente, un incidente hará que sea aún menos sensibles en un principio. Al reemplazar los espejos por otros el doble de pesados, las fibras de vidrio que los suspendían se desintegraron y hubo que sustituirlas por los hilos de acero usados en la década anterior, que son menos efectivos a la hora de evitar vibraciones del entorno.

Al principio Virgo alcanzará un cuarto de la sensibilidad actual de los LIGO y cuando se instalen de nuevas fibras de vidrio se alcanzará la mitad de la sensibilidad de estos, por lo que Virgo podrá explorar una región cósmica ocho veces mayor que con los cables de acero.

Lo importante es que los fenómenos que sean detectados por los tres dispositivos podrán localizarse con mucha mayor precisión en el cielo gracias a una simple triangulación.

Lo interesante sería tratar de observar en una sola noche la contrapartida óptica o en otras regiones del espectro electromagnético de los procesos cataclísmicos que produzcan estas ondas gravitacionales. Pero para ello los astrónomos necesitan saber, más o menos, adónde apuntar sus telescopios y esto es precisamente lo que se podrá hacer a partir de ahora. Con ello se podrá saber si se trata de una explosión de supernova o del choque entre dos agujeros negros, por ejemplo.

Pero, además, se podrá detectar un mayor número de eventos, pues los más débiles a duras penas se ven fuera del ruido de fondo. Pero la existencia de un tercer detector permitirá discriminar mejor estas señales. B. S. Sathyaprakash (LIGO, Pennsylvania State University) estima que Virgo aumentará la sensibilidad del conjunto en un 12%, lo que implica poder estudiar un 40% más de volumen de universo.

Las medidas contribuirán a poner a prueba la Relatividad General, las hipótesis alternativas y las nuevas ideas sobre gravedad cuántica. Quizás esto ello allane el camino hacia la consecución de una teoría cuántica de la gravedad, camino tan necesitado de una guía experimental.

Pero todavía hay más, cuando KAGRA en Japón, situado cerca de la ciudad de Hida, entre en funcionamiento en 2018, la sensibilidad del conjunto se incrementará mucho más. Aunque sus brazos son de sólo 3 km, están enterrados y sus espejos se mantendrán a sólo 20 grados por encima del cero absoluto de temperatura, por lo que será más sensible que Virgo, que está a temperatura ambiente.

Años más tarde LIGO-India hará lo propio. El emplazamiento para el interferómetro indio ya ha sido elegido en el estado de Maharashtra, pero las obras todavía no han comenzado.

Al final, todo un planeta estará recubierto de este tipo detectores en un esfuerzo internacional de científicos de diversos países y continentes participando en un gran plan de colaboración intelectual para desentrañar los últimos secretos del Universo.

Posiblemente, lo más fascinante no será encontrar con estos instrumentos lo que esperamos detectar, sino ver lo que no esperamos. ¡Quién sabe las sorpresas que nos aguardan a la vuelta de la esquina!

¿Está ya preparado, querido lector, para quedarse pasmado de fascinación?

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Fuentes y referencias:
Nota en Nature.
Foto: Wikiwand.