Había una vez, dos agujeros negros que estallaron

Recreación de un agujero negro, realizada por astronomos del MIT. /Reuters
Recreación de un agujero negro, realizada por astronomos del MIT. / Reuters

El Nobel de Física 2017, Barry Barish, recuerda cómo «vio» las ondas gravitacionales de una explosión ocurrida hace 1.300 millones de año

DOMÉNICO CHIAPPE

Cuando los primeros seres vivos de la Tierra evolucionaban a las formas pluricelulares, en los confines del universo dos agujeros negros, con masas 30 veces la del Sol, rotaban uno alrededor del otro, separados por unos 400 kilómetros. Similares en tamaño, como el de una ciudad grande, y en rapidez, la mitad de la velocidad de la luz, estos dos objetos densos y compactos se fusionaron, y la fuerza de esas 60 masas solares chocando creó un gran estruendo. Las ondas que generó viajaron durante 1.300 millones de años hasta estrellarse con la Tierra el 14 de septiembre de 2015, a las 4.50 de la madrugada.

Para entonces, un grupo de científicos estaba preparado para «verlo», después de haber trabajado durante dos décadas en los instrumentos de precisión necesarios para captarlos desde dos puntos: Lausana y Washington, con casi siete milisegundos de diferencia. «Supimos inmediatamente que habíamos visto ondas gravitacionales», recuerda Barry Barish, físico experimental del Instituto de Tecnología de California y premio Nobel de Física en 2017.

Aquella entelequia, hija de las teorías de Einstein, que había sido aceptada en 1957 en un cónclave de 40 expertos, quedaba demostrada. «Los humanos habíamos evolucionado nuestro conocimiento científico hasta el punto de poder apreciar una colisión ocurrida hace miles de años».

Desde hacía más de medio siglo, los físicos habían intentado comprobar la existencia de esas «ondas». «Si son reales, debe transmitir energía, porque la fricción crea calor», explica Barish, cabeza del Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO), donde trabajan 300 físicos teóricos, 100 ingenieros y 600 informáticos. «Y si existe, hay que experimentar hasta demostrarlo. Y si quieres encontrar la respuesta correcta, debes controlar todas las variables».

Esas variables sólo pueden ser medidas con números muy pequeños. La onda gravitacional es diez mil veces más pequeña que un protón, que es miles de veces más pequeño que una onda de luz, que es cien veces más pequeño que el diámetro de un cabello. «La Tierra no es estable, y debemos detectar los movimientos del planeta para corregirlo. Queríamos amortiguarlo, como lo hacen en los coches cuando pasan por baches. Hicimos cuatro capas de amortiguación, durante 19 años hasta que apareció la primera onda gravitacional». Los científicos siguieron perfeccionado el mecanismo, con el objetivo de aislar aún más los instrumentos, con respecto a la rotación y a los accidentes sísmicos. «Ahora vemos el universo tres veces mejor, con un detector un millón de veces más sensible», dice Barish. «Hemos hallado varios objetos de esta manera».

Respuesta universal

El hombre ha tratado de explicar el misterio del universo y su funcionamiento. Galileo, Newton, Einstein, Rosen, Hawking y miles de científicos de menor perfil mediático, como los que trabajan con Barish. «Ahora hay dos teorías fantásticas de la física: la de la relatividad y la cuántica, y deben juntarse, ser una», advierte Barish, durante una conferencia en la Fundación Ramón Areces. «¿Pero cómo hacerlo? Es una incógnita de la física. La respuesta puede estar en los agujeros negros, porque tiene características de ambas. Estudiándolos se podrán tener las claves experimentales para lograr lo que todavía no se ha logrado, elaborar una sola teoría a partir de ambas. Una física nueva. Es mi opinión personal y optimista».

Mientras este momento llega, los experimentos astronómicos con ondas gravitacionales ya han permitido tres descubrimientos importantes. Uno, saber que los agujeros negros existen y, además, de dos en dos. «Son binarios, los hemos visto, y se fusionan», afirma Barish, de barba blanca recortada, amplia frente, americana ligera.

Dos, han permitido observar por primera vez la fisión de objetos compactos más ligeros que un agujero negro, llamados 'estrellas de neutrones'. Bautizados como 'kilonova', se trata de «materia nuclear compacta». «Emitieron radiación electromagnética y dos segundos después, rayos gamma. El hecho de verlos al mismo tiempo interesó a la comunidad científica. Fue fascinante», rememora emocionado.

Y tres, asomar la respuesta a una vieja incógnita: de dónde salen los elementos pesados de la naturaleza, como el oro o el platino. «Se sabía que no provenían del hidrógeno y el helio, como la mayor parte del universo», dice Barish. «Cuando las estrellas de neutrones colisionan, podrían crear estos elementos».

La esperanza final es levantar el límite espacio-temporal que tiene actualmente el conocimiento: «Podemos llegar hasta 400.000 años antes del Big Bang. ¿Hay memoria anterior? Quizás se pueda descubrir con las ondas gravitacionales. Pero hay un ruido de fondo que enmascara la señal que buscamos. Yo creo que ahí está el primer cronómetro, los primeros tiempos del universo».

En un capítulo de 'The Big Bang Theory', Stephen Hawking hace una broma: «¿En qué se parecen un agujero negro y Sheldon Cooper?» Los jóvenes científicos de la serie se encogen de hombros, y el gran físico teórico de voz robotizada dice: «En que los dos apestan». Ahora, aunque se desconoce a qué huelen los agujeros negros, sí se sabe, a ciencia cierta, que existen, gracias a las ondas gravitacionales.

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