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Un sentido más para ver el cosmos

La detección de ondas gravitacionales permitirá observar aspectos del Universo que hasta ahora permanecen ocultos

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Los fotones son, hasta ahora, los únicos mensajeros a los que se puede preguntar cómo es el Universo. Ellos transmiten los rayos X que detectan telescopios como Xmm-Newton, los gamma que recogerá el recién lanzado GLAST o la luz visible que detecta el Hubble. Sin embargo, dentro de unos diez años, la humanidad ganará un sentido y podrá contar con un nuevo informador: las ondas gravitacionales. Estas ligeras ondulaciones en el tejido espacio-tiempo (del que está hecho el cosmos) son provocadas por el movimiento de objetos muy masivos como los agujeros negros. Para detectarlas –aún no se han observado de forma directa–, en una misión conjunta de ESA y NASA, se lanzará hacia 2018 un grupo de tres satélites conocido como LISA (Laser Interferometer Space Antenna).

Desde el lunes pasado, con motivo del séptimo LISA Symposium, están reunidos en Barcelona más de 200 expertos de todo el mundo en ondas gravitacionales. Allí se ha hablado de algunas de las posibilidades que abrirá LISA para el estudio del cosmos.

Energía oscura
Una de ellas fue la planteada por el profesor del Instituto Albert Einstein en Potsdam (Alemania) Bernard Schutz. Según el investigador, el nuevo telescopio permitirá entender el problema de la energía oscura y comenzar a explicar porqué el Universo se expande a una velocidad cada vez mayor. “Para estudiar la energía oscura tienes que medir dos cosas: la distancia hasta una galaxia o cualquier objeto muy distante y su velocidad”, indica. Entre estas dos características, la más complicada de conocer es la distancia.

Para resolver el problema, los astrónomos deben comparar los resultados obtenidos por distintos métodos, y han construido una escalera de distancias cósmicas. Así se calculan progresivamente las distancias de objetos más cercanos, primero, para llegar finalmente a los más alejados. “Hasta hace menos de 15 años no había un acuerdo entre los astrónomos sobre las distancias”, indica Schutz. De las ondas gravitacionales que detectará LISA, sin embargo, se podrá obtener de una forma directa y más sencilla la información sobre la distancia.

Agujeros negros
El objetivo estrella del observatorio de ondas gravitacionales serán los sistemas binarios en los que conviven dos agujeros negros supermasivos. Estos objetos monstruosos, con millones de veces la masa del Sol, producen una inmensa cantidad de ondas gravitacionales mientras se acercan entre sí en una espiral que acabará con su fusión. Las observaciones de LISA permitirán conocer de una manera muy precisa la dinámica de estos sistemas sobre los que, debido a su capacidad para engullir la información electromagnética que necesitan los telescopios en funcionamiento, queda mucho por saber.

Schulz señaló también la posibilidad de observar los primeros instantes del cosmos. “El Universo comenzó con un gran estallido que con seguridad produjo una gran cantidad de ondas gravitatorias. Si tienen la fuerza suficiente serán una gran fuente de información sobre aquella primera fracción de segundo”, dijo.

Otra de las ventanas que se puede abrir con el lanzamiento de LISA es la que permitiría observar el interior de objetos como las supernovas o algunas áreas muy densas de las galaxias, lugares de los que es difícil obtener información con el estudio de las ondas electromagnéticas. El motivo es que, como explica el profesor del CSIC en el Instituto de Ciencias del Espacio Alberto Lobo, “la radiación gravitatoria no se amortigua fácilmente y casi todos los cuerpos son muy transparentes a ella”.

El funcionamiento de ‘LISA’ será en sí mismo un logro tecnológico. Consistirá en un grupo de tres sondas idénticas dispuestas en forma de triángulo equilátero con lados de cinco millones de kilómetros de longitud, y orbitarán el Sol a una distancia similar a la de la Tierra. Cada una de estas sondas apuntará hacia las otras dos un láser, de modo que todas deberán permanecer en una posición complétamente estática respecto a las otras. Para ello tendrán un sistema que les permita contrarrestar fuerzas que existen en el espacio distintas de la gravedad, como el viento solar. Cada vez que una onda gravitacional mueva ligeramente una de estas sondas, ésta se moverá como una especie de boya espacial y el desequilibrio se transmitirá a través de los dos haces láser hasta las otras dos naves.

Al proyecto ‘LISA’ aún le quedan años para volar (la fecha más optimista es 2018), pero ya está previsto el lanzamiento, dentro de dos años, de ‘LISA Pathfinder’, un artefacto que probará la tecnología necesaria para que la misión tenga éxito.

La participación española está coordinada por un grupo del Instituto de Ciencias del Espacio de Cataluña que dirige Alberto Lobo. Según indica el profesor de investigación del CSIC, “una parte muy sustancial del satélite ya está ensamblándose en la fábrica de Astrium, el contratista principal para el proyecto”. Otra cosa diferente es lo que pueda suceder aún con ‘LISA’. El éxito de la Pathfinder será esencial para que las inversiones requeridas para el nuevo observatorio sigan adelante.