Rainer Weiss (MIT), Barry C. Barish (Caltech) y Kip S. Thorne (Caltech) fueron galardonados con el premio Nobel de Física 2017 el martes 3 de octubre, por su "decisiva contribución al detector LIGO y la observación de las ondas gravitacionales", probando que la teoría de Einstein era correcta.

// Las ondas gravitacionales se producen cuando las masas se aceleran y comprimen y estiran el espacio. Se propagan en el vacío a la velocidad de la luz y distorsionan el espacio-tiempo, de forma parecida a las ondas que produce una piedra cuando se lanza al agua. 

El observatorio estadounidense de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO) logró captar la huella de la fusión de dos agujeros negros. Esta prueba confirma la existencia de las ondas gravitacionales, la última gran predicción de la teoría de la relatividad general de Einstein que aún quedaba por constatar de forma directa. 

Los científicos de LIGO detectaron las primeras ondas en septiembre de 2015, pero el hallazgo se publicó el 11 de febrero de 2016. Pero, ¿qué son las ondas gravitacionales? Si se toma como ejemplo una pelota de tenis al borde de un trampolín y, de repente, un niño camina sobre su superficie formando un hueco, la pelota de tenis se mueve –no demasiado, pero apreciablemente– en dirección al hueco. Así, las ondas de energía pasan de los pies del niño, a través de la estructura, hacia la pelota.

De manera similar, las ondas gravitacionales son creadas por el movimiento de cualquier objeto a través del espacio-tiempo, lo que el físico Albert Einstein describió como el tejido de cuatro dimensiones. Eventos violentos, como la colisión de agujeros negros o la explosión de estrellas, tendrían el mayor impacto sobre el tejido. Cuanto más grande es la masa de un cuerpo en movimiento, más grande será su fuerza de atracción. Las ondas gravitacionales comprimen y expanden el espacio, afectando, por tanto, la estructura del espacio-tiempo.

Las ondas gravitacionales viajan por el cosmos sin ningún tipo de impedimentos, sin importar lo que se interponga en el camino, similar a como las olas ondulan trasversalmente sobre una piscina, lo que las hace diferentes de la luz o de las ondas sonoras.

//  Las ondas gravitacionales son una distorsión de la geometría del espacio mismo. Einstein predijo hace un siglo la existencia de estas ondas en su Teoría General de la Relatividad.

 Desde que la teoría fue formulada, los científicos habían tratado de encontrarlas hasta ahora, en que su existencia ha sido por primera vez comprobada.

Einstein describió cómo el tejido del espacio-tiempo –en el cual se mueven objetos como estrellas de neutrones o agujeros negros– es arrastrado y empujado. Si se produjese un cataclismo, por ejemplo, la colisión de dos agujeros negros, ese suceso crearía grandes ondas a través del cosmos, las cuales podrían ser medidas, aún a millones de años luz de distancia. Hasta ahora no existía ninguna tecnología que fuese capaz de medir dicho fenómeno. LIGO, fundado en 1992, ha buscado, desde sus inicios, pruebas físicas de dichas ondas. En un principio no lo logró, pero ahora, con una tecnología que es cuatro veces más sensible al observarlas en el espacio-tiempo, por fin ha tenido éxito.

LIGO posee dos observatorios altamente sensibles en Estados Unidos, ubicados a 3.000 km de distancia el uno del otro: un observatorio se encuentra en Livingston, Luisiana, y el otro, en Hanford, Washington. Ambos observatorios cuentan con dos túneles idénticos, con espejos, en forma de L. Las pruebas que se llevan a cabo en los túneles permiten medir mínimas distorsiones en el espacio-tiempo que se hacen visibles en el retraso de los reflejos, lo que indica la presencia de ondas gravitacionales.

Durante dichas pruebas, el láser es divido, enviado y reflejado por ambos túneles. Si una onda gravitacional pasa alguno de los túneles, uno de los rayos láser viajaría un trayecto mayor que el otro, lo cual crearía un desfase, el cual sería medido por el detector de luz. Los dos observatorios permiten a los científicos comparar los tiempos de viaje y la dirección de las ondas.

La prueba de que las ondas gravitacionales existen puede cambiar por completo nuestro entendimiento del universo. Por ejemplo, se podrían medir y entender con mayor exactitud las repercusiones de los eventos más importantes de la historia del cosmos.

// Especialmente las ondas creadas por el big bang podrían brindarnos una nueva comprensión de cómo se formó el universo. Y la ciencia estaría, además, en condiciones de observar los rincones más alejados de las galaxias.

Además, esta comprobación es la confirmación final de una de las partes más complejas e impactantes de la teoría de Einstein. Este descubrimiento es una prometedora revolución en la astrofísica en la que contribuyeron cerca de 1000 científicos de veinte países.