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El universo dirá si Einstein tenía razón antes de2016

Un siglo después de la publicación de la teoría de la relatividad, el universo va adecir al fin si Albert Einstein tenía razón. Según explica un grupo de astrónomosestadounidenses, la gran confirmación que necesita la teoría del genio alemánllegará antes de 2016 con un 95% de probabilidades.

FUENTE | Materia Publicaciones Científicas 21/12/2012

Si la confirmación no ha llegado para entonces, habrá que buscar nuevas explicaciones paraalgunos fenómenos fundamentales del cosmos. No confirmar a Einstein tendría"consecuencias muy profundas, pues cuestionaría la mayoría de cosas que sabemos sobre laevolución de las galaxias", explica Frans Pretorius, astrónomo de la Universidad de Princetony coautor del trabajo.

El estudio se centra en las ondas gravitacionales, un fenómeno predicho por Einstein peroque nunca se ha observado de forma directa. Sólo los mayores cataclismos producirían estasondas. Una de las fuentes más potentes sería el choque de dos agujeros negros súpermasivos, los más grandes del universo. Estos cuerpos son tan densos que su gravedad loabsorbe todo, hasta la luz, y su tamaño es miles de millones de veces más grandes que el sol.Las estrellas de neutrones, tan densas que un trocito del tamaño de un azucarillo pesa igualque todos los seres humanos de la Tierra, también producirían estas emisiones al chocar.

En 1916, Einstein predijo en su teoría de la relatividad general que esos cataclismosproducen ondas expansivas que curvarían a su paso el andamiaje del universo, hecho deespacio y tiempo. Sería una versión cósmica y salvaje de lo que sucede al tirar una piedra aun estanque. Estos fenómenos, muy poco conocidos, son claves para entender cómo nacenlas galaxias como la nuestra y qué papel juega en su desarrollo el agujero negro súpermasivo que todas llevan dentro. Pero las colisiones de agujeros negros y estrellas sucedentan lejos que cuando sus ondas llegan a la Tierra ya son imperceptibles, lo que llevó al propioEinstein a pensar que nunca se detectarían o incluso a renegar de su existencia.

Casi un siglo después, Pretorius, junto a Sean Mc Williams, un joven astrónomo de Princeton,corrigen a Einstein para darle la razón. Su estudio dice que esas ondas existen y que sudetección es "inminente". De hecho, sus cálculos indican que las ansiadas ondas podríanhaberse detectado ya sin saberlo.

CAZADORES LÁSER

Desde hace unas pocas décadas, la mayoría de astrónomos cree que las ondasgravitacionales existen y se han lanzado a construir enormes y caros detectores para ser losprimeros en cazarlas. El gran favorito es el estadounidense LIGO, una enorme trampa paracazar ondas gravitacionales cuyos detectores abarcan más de 3.000 kilómetros. Elinstrumento, que responde a las siglas inglesas de Observatorio de Interferometría Láser deOndas Gravitacionales, usa rayos láser como si fueran los hilos de una tela de araña capazde cazar mosquitos con un tamaño mil veces menor que el diámetro de un protón. Suscreadores esperan que cuando la estructura esté terminada, en 2019, los rayos láser de estemastodonte serán los primeros en sentir el delicado empuje de las ondas gravitacionalespredichas por Einstein.

Mc Williams y Pretorius no están de acuerdo. Ambos han hecho un nuevo cálculo de cuántasfusiones de agujeros negros supermasivos suceden en el cosmos. Para ello han calculado laevolución reciente del universo y han concluido que en los últimos 6.000 millones de años las

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galaxias han multiplicado por cinco su tamaño. Otro dato bien conocido es que desde aquellaépoca se han formado pocas estrellas, por lo que su equipo cree que el aumento en tamañose debe a que las galaxias se están fusionando.

Los datos apuntan a que el cosmos es una orgía de fusiones y agujeros negros que sedevoran unos a otros lanzando potentes ondas gravitatorias. En concreto, la fusión degalaxias sería entre 10 y 30 veces más común de lo que se pensaba y las ondasgravitacionales hasta cinco veces más intensas. En otras palabras, la detección de la primeraonda gravitatoria es "inminente" y sucederá "antes 2016 con un 95% de confianza", según suestudio.

Lo más rompedor del estudio es que tal vez los tres detectores hayan cazado ya una onda,aunque aún no lo saben. "He estado en contacto con investigadores de los tres detectores",apunta Mc Williams. "Hasta ahora sólo han estado buscando una señal muy simplificada asíque volver a analizar los datos con un modelo más preciso podría acelerar la detección",advierte.

"Son unos datos con mucho morbo", reconoce Carlos Sopuerta, un investigador del Institutode Ciencias del Espacio (IEEC-CSIC) que trabaja en otro gran detector de ondasgravitacionales llamado LISA Pathfinder y que se lanzará al espacio en 2014 o 2015. "Tanto sise detectan como si no, sería una revolución", explica el astrofísico.

El trabajo de Mc Williams también es polémico porque dice que LIGO, que ha costado más de250 millones de euros, no será el primero en ver una onda gravitatoria. El ganador sería otrotipo de detector de ondas mucho más barato que se basa en los púlsares, unas estrellas deneutrones cuyo destello se parece al de un faro y cuyos ciclos pueden ser usados como unode los relojes más precisos que existen. Los detectores de esta clase miden la cadencia devarios púlsares durante años con la esperanza de que una onda gravitacional perturbe susrayos. Esta perturbación doblaría los rayos de la luz del púlsar y permitiría descubrir laprimera onda gravitacional. Tres grandes experimentos de este tipo estarían en ahora en liza:EPTA en Europa, NANOgrav en EE.UU. y Parkes en Australia.

"Creo que por el momento Parkes ha publicado los datos más restrictivos pero eso nosignifica necesariamente que tenga ventaja", explica Mc Williams. Además los tres equiposcomparten datos dentro de un consorcio internacional.

ALTERNATIVAS A LA RELATIVIDAD

"El resultado de McWilliams tiene a la comunidad de astrónomos de ondas gravitacionalesmuy entusiasmada porque parece que NANOGrav y sus colaboradores internacionalespodrían detectar ondas de gravedad y estudiar sus orígenes antes de lo anticipado",reconoce Xavier Siemens, un nativo de Villalba (Madrid) afincado en EE.UU. que forma partedel equipo científico de NANOgrav y de LIGO. Siemens menciona que, según otro estudiomuy reciente, en este caso publicado por Alberto Sesana, investigador del Instituto MaxPlanck de Física Gravitacional (Alemania), los márgenes de tiempo que baraja Mc Williamsson demasiado optimistas. El físico del instituto alemán ha hecho sus propios cálculos sobreel número de choques entre agujeros negros supermasivos. Según sus datos, las primerasondas gravitacionales se detectarían en 2022, lo que colocaría al LIGO dentro de la carrera eincluso en ventaja, explica Siemens.

Según el investigador español, llegar primero no es lo más importante. Siemens señala quetanto LIGO como el resto de detectores terrestres así como LISA van a permitir una nueva erade experimentos astrofísicos que probarán tanto la teoría de la relatividad como susalternativas. "Podría ser que la teoría de la relatividad de Einstein no sirva para explicar lagravedad, pero sí la aceleración del universo", apunta. En este caso las ondas gravitatoriasserían responsables del crecimiento acelerado del universo, que normalmente se atribuye ala energía oscura, otro compuesto del cosmos nunca observado de forma directa. "Descubriralgo así sería lo más revolucionario que podríamos hacer con estos experimentos, pero lasprobabilidades de que suceda son pequeñas", concluye Siemens.

Autor: Nuño Domínguez

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