¿Cómo cambiarán nuestras vidas las ondas gravitacionales?

La aplicación de las ondas de espacio-tiempo y la tecnología desarrollada para detectarlas pueden deparar muchas sorpresas. Algunas ya han llegado

El pasado

La exploración de los océanos y el viaje hacia nuevas tierras exigieron desarrollar nuevas tecnologías, desde la conservación de alimentos hasta la brújula o la cartografía. Hoy ya no somos nosotros quienes nos embarcamos, pero sí viajan, a bordo de sondas, telescopios o satélites, nuestra curiosidad y nuestras incógnitas. Lo que sigue demandando la necesidad de crear nuevas herramientas, tecnologías cada vez más sofisticadas, para llegar aún más lejos. Cuando en el siglo XIX James C. Maxwell postuló la existencia de las ondas electromagnéticas, fue necesario que pasaran 20 años hasta que Heinrich Hertz confirmó su existencia y se convirtió en el primero en producirlas. Muy pronto comenzaron sus aplicaciones: ondas de radio y televisión, las microondas, los rayos X... Todas ellas resultaron del conocimiento y el empleo de las ondas electromagnéticas. ¿Sucederá algo parecido con las ondas gravitacionales? Al igual que ocurrió con la brújula, las innovaciones ya han comenzado.

El presente

José Alberto Ruiz Cembranos, físico de partículas y cosmología de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), explica la complejidad del logro: «Cuando una onda gravitatoria atraviesa uno de los detectores, genera un cambio minúsculo de una parte en 1021 en la longitud del brazo que esta tecnología ha sido capaz de detectar. Para comprender la precisión de esta tecnología, sería como detectar un cabello humano a 10 años luz de distancia». Unos 900 científicos de decenas de países colaboraron en el desarrollo de dispositivos para alcanzar esa precisión, dedicándose cada uno a resolver un problema. Uno de ellos era el instrumental óptico que debía medir ondas muy débiles. Los expertos que lo diseñaron crearon una compañía, Stanford Photo-Thermal Solutions, que ya vende sistemas para seguridad del hogar, fotografía, gafas e instrumental médico. Algo similar ocurrió con el láser que utilizó el proyecto LIGO, que ya está disponible a nivel industrial para procesamiento de materiales como LED (diodo emisor de luz), microchips y circuitos de smartphones más económicos y precisos. Las señales de las ondas gravitacionales tienen lo que se denomina un chirp (gorjeo) específico, en amplitud y frecuencia. LIGO ha desarrollado un algoritmo que lo reconoce filtrándolo entre todo el «ruido» que recibe. Ese mismo algoritmo se está utilizando para radares o tecnología de sonar, cuyos impactos abarcan desde la exploración oceanográfica hasta la detección de terremotos.

El futuro

Martin Fejer, profesor de Física Aplicada de la Universidad de Stanford, asegura que la señal recibida «era enorme. Se trata de más energía de la que el Sol liberará en toda su vida y ocurrió en apenas la quinta parte de un segundo». ¿Podremos aprovecharnos de esa energía? Asumir que eso será imposible es obviar las experiencias previas. Un ejemplo de ello es Lord Kelvin, el noble inglés que a los 10 años fue admitido en la Universidad de Glasgow, que a los 20 publicó artículos tan innovadores en matemáticas puras que los firmaba con un seudónimo para no avergonzar a sus profesores o que formuló la segunda ley de la termodinámica entre otras maravillas. Pues ese mismo Kelvin, el que patentó cerca de 70 inventos, aseguró a inicios del siglo XX que «ya no hay nada nuevo que descubrir en física. Todo lo que queda son mediciones cada vez más precisas». Cinco años más tarde Einstein publicaba la Teoría de la Relatividad y transformaba la física.

En primera instancia, el uso de las ondas gravitacionales permitirá convertir el universo en un laboratorio. En el centro de ciertas estrellas, como las de neutrones, ocurren fenómenos extraordinarios relacionados con la física nuclear y la termodinámica pero que son imposibles de reproducir en un laboratorio. Esto podría traducirse en importantes innovaciones y desarrollos en el área de la fusión nuclear, un tipo de energía que precisa enormes cantidades de calor, pero que no genera ningún desecho radiactivo.

La energía solar, en particular la eficiencia a la hora de convertir los rayos solares en electricidad, también podría cambiar a mejor. El proyecto LIGO utilizó unos espejos, suspendidos de hilos de cristal destinados a reducir el «ruido». Se trata de una nueva técnica, creada por expertos de las universidades de Glasgow y Stanford que no sólo une los hilos de cristal a los espejos, sino que permite diferenciar las ondas gravitacionales de los cambios de temperatura. El proceso ya se ha transferido a la industria óptica y facilitaría la concepción de paneles más eficientes. La reducción de ruidos y la posibilidad de visualizar objetos distantes o de tamaño nanométrico podrían tener un impacto en la industria médica como detector no sólo de tumores, sino de células malignas a nivel individual.

Finalmente, ya en el terreno de un futuro que hoy parece de ciencia ficción, la confirmación de la existencia de estas ondas sería un posible pasaje a los viajes a la velocidad de la luz. Así lo afirma Viktor Toth, físico de la Universidad de Ontario (Canadá): «Podríamos utilizarlas para deformar el espacio-tiempo y recurrir a un dispositivo Alcubierre. A nivel local jamás se excedería la velocidad de la luz, pero para un testigo externo, la “ola” nos permitiría ir mucho más rápido». El dispositivo mencionado lleva el nombre de un científico mexicano que desarrolló un modelo matemático que afirma que es posible viajar a velocidades superlumínicas sin violar las leyes físicas; básicamente se trata de surfear la ola producida por las ondas gravitacionales. Pero para eso falta mucho tiempo... diría Kelvin.