Once años de búsqueda cósmica llevan a repensar a Einstein

25/09/2015

Cien años después de que Einstein propusiera las ondas gravitacionales como parte de su teoría general de la relatividad, una búsqueda realizada por expertos durante 11 años con el telescopio Parkes de CSIRO, en Australia, ha demostrado el trasfondo previsto de las ondas está ausente, poniendo en duda nuestra comprensión de las galaxias y los agujeros negros.

  Para los científicos, las ondas gravitacionales son muy atractivas porque se cree que llevan información que permite mirar hacia atrás en los inicios del Universo. Aunque existe una fuerte evidencia circunstancial de su existencia, aún no se han detectado directamente.

  Los detalles de este trabajo, dirigido por el doctor Ryan Shannon (de CSIRO y el Centro Internacional de Investigación en Radioastronomía), se revelan en la revista 'Science'. Mediante el uso de Parkes, los científicos esperaban detectar un 'rumor' de fondo de las ondas, procedente de la fusión de galaxias en todo el Universo, pero no lo hallaron.

  La investigación del primer mundo ha hecho que los científicos piensen en el Universo de una manera diferente. "En términos de ondas gravitacionales, parece estar todo tranquilo en el frente cósmico. Sin embargo, al llevar nuestros telescopios a los límites requeridos para este tipo de búsqueda cósmica nos estamos moviendo hacia nuevas fronteras, obligándonos a entender cómo las galaxias y los agujeros negros trabajan", afirma Shannon.

  El hecho de que no se han detectado ondas gravitatorias va en contra de las expectativas teóricas y pone la comprensión actual de los agujeros negros en tela de juicio. Las galaxias crecen mediante la fusión y se cree que cada galaxia grande tiene un agujero negro supermasivo en su centro. Cuando dos galaxias se unen, los agujeros negros se juntan y forman una pareja en órbita. En este punto, se espera que la teoría de Einstein tome fuerza, con el par sucumbiendo a una espiral de muerte, enviando ondas conocidas como ondas gravitacionales a través del espacio-tiempo, la estructura del Universo.

  Aunque la teoría general de la relatividad de Einstein ha resistido todas las pruebas realizadas por los investigadores, detectar directamente las ondas gravitacionales sigue siendo la pieza que falta en el rompecabezas. Para buscar las ondas, el equipo de Shannon empleó el telescopio Parkes con la intención de supervisar un conjunto de púlsares de milisegundos. Estas pequeñas estrellas producen filas altamente regulares de pulsos de radio y actúan como relojes en el espacio. Los científicos registraron los tiempos de llegada de las señales de los púlsares con una precisión de diez milmillonésimas de segundo.

  Una onda gravitacional pasajera entre la Tierra y un púlsar de milisegundos estruja y estira la distancia, cambiando el trayecto entre ellos por unos 10 metros, una pequeña fracción de la distancia entre el púlsar y la Tierra. Esto cambia muy poco el tiempo en el que las señales del púlsar llegan a la Tierra. Los científicos estudiaron los púlsares durante 11 años, lo que debería haber sido tiempo suficiente para revelar las ondas gravitacionales.

  Entre las razones de por qué no las han encontrado, los investigadores señalan que los agujeros negros se funden muy rápido, pasando poco tiempo en espiral juntos y generando ondas gravitacionales. "Podría haber gas rodeando el agujero negro que crea fricción y se lleva su energía, dejándolos que pasen a estar apretados con bastante rapidez", apunta el miembro del equipo Paul Lasky, investigador postdoctoral en la Universidad de Monash, en Australia.

  Cualquiera que sea la explicación, significa que si los astrónomos quieren detectar ondas gravitacionales cronometrando púlsares tendrán que registrarlas durante muchos años más. "También podría ser una ventaja ir a una frecuencia más alta", añade Lindley Lentati, de la Universidad de Cambridge, Reino Unido.