Igual lo has oído en las noticias de la tele. ¡Hemos descubierto las ondas gravitacionales! Los físicos, que son los que se dedican a investigar cómo es el Universo, están más que emocionados. Y no es para menos. Einstein predijo que existían hace 100 años pero hasta ahora no habíamos podido detectarlas. Vamos a aprender un montón gracias a estas ondas, ya que nos permiten «ver» directamente cosas que no podíamos de ninguna otra forma, como los agujeros negros. Es como si hasta ahora al mirar al Universo hubiéramos estado viendo una peli sin poder oírla y de repente conseguimos subir el volumen.
Pero, ¿qué son estas ondas gravitacionales? Tienen que ver con la gravedad (seguro que ya te lo habías imaginado). Desde Newton sabemos que es la gravedad la que hace que la Tierra dé vueltas alrededor del Sol, en lugar de decidir irse a dar una vuelta por la galaxia. O que es la gravedad la que hace que cuando chutas un balón, el balón acabe cayendo de nuevo en lugar de seguir volando todo el rato. Pero Einstein averiguó muchas más cosas sobre cómo funcionaba.
Fotografia. Einstein, además de pensar, hacía muchas más cosas. Aquí estaba visitando una reserva india
Por ejemplo, el espacio donde está todo, el Sol, los planetas, las estrellas... no es algo rígido, como una mesa donde pones encima los vasos y los platos, sino que se parece más a tu colchón. ¿Qué le pasa a tu colchón cuando te sientas sobre él? Que se hunde. Y si dejas una canica cerquita de donde estás sentado, se acabará deslizando hacia ti, hacia donde está curvado el colchón. Si la dejas lo suficientemente lejos de ti, se quedará quieta. Si ahora en tu lugar se sienta una persona mucho más pesada, el colchón se doblará mucho más, y la canica sí rodará hacia allí. Pues aunque suene muy raro, así más o menos es cómo funciona la gravedad. Una estrella, como el Sol, hace que el espacio se «hunda», se curve. Si es una estrella mucho más pesada que el Sol, aún hace que el espacio se curve mucho más. Y cuanto más curva el espacio, más atrae a las cosas que tiene cerca.
Uno de los objetos que más puede curvar el espacio son los agujeros negros. Los agujeros negros son unos tipos bastante raritos. Pueden tener el tamaño de una ciudad pero concentrar la masa de ¡tres millones de planetas Tierra! Concentran un montón de masa en muy poco espacio. Por eso hacen que todo lo que esté cerca vaya hacia ellos. Se tragan todo lo que pillan. Y entre lo que se tragan está la «luz». Así que no los podemos ver y por eso se llaman «negros». Aunque no podamos verlos, sabemos que han de estar ahí. De hecho, se calcula que solo en nuestra galaxia hay unos 100 millones de agujeros negros. Y en el centro hay uno enorme. Aún así no te preocupes, estamos a salvo. Todos los agujeros negros nos pillan lo suficientemente lejos como para que no se nos vayan a tragar.
Pero, si no los podemos ver, ¿cómo sabemos que están ahí? Hay varias formas, y una de ellas es mediante las ondas gravitacionales. Son como huellas en el espacio que dejan los agujeros negros. Para imaginarnos cómo son estas ondas nos vamos a ir a un castillo hinchable. Si corres sobre las colchonetas, por donde vas corriendo se va curvando bajo tus pies (hundiendo), igual que cuando te sientas en el colchón. Eso es lo que pasa con el espacio cuando un agujero negro se mueve. Pero hay más. ¿Te has dado cuenta de que cuando corres sobre un hinchable no solo se hunde el espacio debajo de ti, sino que también se «mueve» lo que hay alrededor? Los que están a tu lado, en la colchoneta elástica, pueden notar cuándo saltas o cuándo corres. Se parece un poco a lo que pasa cuando tiras una piedra en un charco, que se crean ondas que se van moviendo por todo el charco. De forma parecida, cuando los agujeros negros van acelerados por el espacio van deformando el espacio en forma de ondas. Son las ondas gravitacionales, que van viajando por todo el universo a la velocidad de la luz .
Esto es lo que hacen al espacio las ondas gravitacionales: primero lo deforman en una dirección, luego en otra
¿Y qué tienen que ver los agujeros negros con las ondas gravitacionales? Pues que a los agujeros negros se les da muy bien «fabricar» ondas gravitacionales. Especialmente cuando no viven solos, sino en parejita. Van dando vueltas el uno en torno al otro, cada vez acercándose más. Y llega un momento en que se la pegan. Chocan y se acaban convirtiendo en uno solo. Y mientras pasa todo eso, revolucionan el espacio que hay alrededor. Crean ondas gravitacionales que tienen toda la información sobre lo que ha pasado.
Simulación de dos agujeros negros chocando
Y después de mucho tiempo, estas ondas llegan a la Tierra. ¿No las has notado? No, la verdad es que no las podemos notar porque sus efectos para cuando llegan aquí son diminutos. Si estuviéramos «cerca» de dos agujeros negros pegándosela, las ondas gravitacionales nos estirarían tanto que pareceríamos un espagueti. Menos mal que todo esto pasa muy lejos.
Exageración de cómo afectan las ondas gravitacionales a la Tierra. Realmente el efecto es mucho más pequeño
El problema de que lleguen tan flojitas a la Tierra es que es mucho más difícil detectarlas. ¡Por eso hemos tardado tanto tiempo! Aún así, los científicos han conseguido construir un aparato para detectarlas. El aparato se llama LIGO y es un instrumento científico muy chulo, con láseres incluidos. Es capaz de medir cambios en distancias de 0,000000000000000000001 metros. Eso es una distancia muy, muy pequeña.
Con LIGO ya hemos podido ver por primera vez el choque de dos agujeros negros. Y que Einstein tenía razón con lo de las ondas gravitacionales. Pero esto es solo el comienzo. Esperamos ver muchas más cosas, algunas que no podemos ni imaginar. Los próximos años van a ser muy emocionantes: ¿qué sorpresas nos darán las ondas gravitacionales sobre el Universo?
Recursos para el profesor
Artículo para niños sobre las ondas gravitacionales:
