Acceso

Ciencia

Sociedad

Astronomía

Este es el “telescopio” de 2,5 millones de kilómetros podría mostrarnos los primeros instantes del universo

Desde el espacio, los detectores de LISA podrían detectar ondas gravitacionales originadas durante el hipotético periodo inflacionario con el que comenzó la expansión del universo hace casi 13.800 millones de años

Fotografía del LISA Pathfinder siendo encapsulado para su lanzamiento. LISA Pathfinder es un prototipo a pequeña escala de LISA que se probó con éxito entre 2015 y 2017.
Fotografía del LISA Pathfinder siendo encapsulado para su lanzamiento. LISA Pathfinder es un prototipo a pequeña escala de LISA que se probó con éxito entre 2015 y 2017.ESACreative Commons
Creada:
Última actualización:

Hubo un tiempo en el que pensamos que el espacio no era más que una imposición de nuestra mente, algo que “inventábamos” para comprender el mundo, pero que se reducía a algo puramente relacional. Asumíamos que el espacio era tan solo cómo se situaba un objeto respecto a otro, pero que no tenía una entidad real que fuera más allá de esos dos objetos. Más o menos así lo afirmaba Kant, sus discípulos y algunos filósofos despistados de nuestro tiempo. Sin embargo, hace ya más de un siglo que la ciencia lo ha desmentido. El espacio es algo real, está entrelazado con el tiempo y existe más allá de los objetos que alberga. Se deforma, cambia, nos afecta y le afectamos. Este detalle es el detalle que nos interesa.

Cuando Einstein desarrolló sus teorías de la relatividad a principios del siglo XX, formalizó matemáticamente la manera en que el espacio-tiempo podía deformarse. Según su trabajo, la gravedad sería, precisamente, una deformación de ese espacio-tiempo producida por los objetos que alberga, cuanta más masa tengan más deformarían el espacio-tiempo y cuanto más se deformara mayor sería su campo gravitatorio. Desde entonces, la relatividad ha realizado todo tipo de cálculos con enorme precisión. Gracias a ella funcionan nuestros satélites y hemos predicho la existencia de agujeros negros mucho antes de poder observar uno. Sin embargo, una de sus consecuencias más interesantes está empezando a ser explotada ahora: las ondas gravitacionales. Porque si bien el espacio-tiempo puede deformarse, una de las formas en que lo hace es mediante una suerte de oleadas que se propagan, contrayendo y expandiendo todo a su paso. Si queremos retroceder hasta el origen del universo, deberemos recurrir a ellas.

Olas de puro espacio-tiempo

Las ondas gravitacionales son algo extraño. Pueden parecer intuitivas, a fin de cuentas, comparten características con otras ondas con las que creemos estar más familiarizados, como las electromagnéticas (la luz), pero la verdad es que a poco que profundizamos encontramos detalles desconcertantes. En principio, las ondas gravitacionales se producen siempre que un objeto se desplaza a través del espacio-tiempo de forma asimétrica (por ejemplo, una esfera perfecta rotando sobre sí misma no produciría ondas), pero a efectos prácticos, para que sean detectables estas deben tener suficiente intensidad. Esto implica que han de ser cuerpos realmente masivos, como agujeros negros o estrellas de neutrones rotando unos en torno a otros, para romper esa posible simetría.

Claro que esto no es lo único que produciría ondas gravitacionales de gran intensidad. La propia expansión del universo podría haber sido responsable de algunas cuyos ecos aún persistirían entre nosotros. Hablamos de una hipótesis no confirmada que plantea la posibilidad de que el universo se expandiera de forma tremendamente violenta durante la primera minúscula fracción de segundo de su historia para luego reducir descomunal e inmediatamente su velocidad de expansión. Llamamos a esto “inflación cósmica” y es complicado encontrar pruebas que la confirmen más allá de las ecuaciones, precisamente por eso es tan interesante poder medir indirectamente sus consecuencias empleando detectores de ondas gravitacionales.

Demasiado grandes para verlas

Partiendo de esto, podríamos suponer que los mismos dispositivos que nos permiten detectar las ondas gravitacionales de dos agujeros negros nos permitirían medir la de objetos incluso más masivos, pero lo cierto es que no es tan sencillo. Cuanto más masiva es una fuente de ondas gravitacionales más longitud de onda tienen, esto es, más distancia hay entre cada una de sus crestas. El problema de este detalle es que, para medirlas, necesitaríamos detectores mucho más grandes.

Para hacernos una idea podemos usar un microondas. Solo tendremos que quitar la bandeja giratoria y poner dentro de él un plato con una loncha de queso. Tras un rato de tener encendido el microondas veremos que aparecen franjas chamuscadas en el queso, la distancia entre cada franja es la longitud de las ondas electromagnéticas. Ahora bien, imaginemos que el trozo de queso fuera menor que la distancia entre dos de estas franjas, la onda podría “esquivarla” sin quemarla en ningún punto, como si saltaras un pequeño charco. Así pues, se presenta un gran problema, porque para detectar esas ondas gravitatorias de la inflación (si es que tal cosa ocurrió) necesitaríamos un detector igualmente descomunal. Es aquí donde entra en juego LISA.

Laser Interferometer Space Antenna (LISA)

Ahora mismo tenemos grandes interferómetros sobre nuestro planeta, capaces de detectar ondas gravitacionales de agujeros negros y estrellas de neutrones, pero ni siquiera sus brazos de 5 kilómetros serían suficientes para detectar algunos eventos astronómicos. Según lo que pretendiéramos detectar podríamos necesitar un dispositivo algo mayor, con brazos 500.000 veces más grandes. Claro que, todo esto tiene un problema nada desdeñable, la Tierra se curva, por lo que cualquier estructura suficientemente larga colocada sobre su superficie, deja de ser recta para doblarse. El único lugar donde podríamos construir un telescopio de tal calibre es el espacio, y esa es la premisa de LISA.

La idea es crear tres dispositivos colocados entre sí como las esquinas de un triángulo equilátero, separados cada uno por 2,5 millones de kilómetros de largo. De hecho, este proyecto tan extraño ya ha tenido un precedente con LISA Pathfinder, una versión de prueba de mucho menor tamaño que fue testada de 2015 a 2017 de forma exitosa. Su lanzamiento está planeado para 2034, por lo que todavía que mucho por delante, tiempo durante el que podremos analizar en profundidad la naturaleza de estas extrañas ondas y afinar nuestras hipótesis acerca de los primeros segundos del universo.

QUE NO TE LA CUELEN:

  • El periodo inflacionario es una especulación, por lo que no ha de tomarse como un hecho demostrado. En caso de que la hipótesis estuviera en lo cierto, durante el primer 0,00000000000000000000000000000001 (treinta y tres ceros y un uno tras la coma)

REFERENCIAS (MLA):

Accede a tu cuenta para comentar

Ahora en Portada