jueves, diciembre 13, 2018

El Nobel que detectó las ondas gravitacionales: “No fue un momento eureka, sentí pánico”

El Nobel que detectó las ondas gravitacionales: “No fue un momento eureka, sentí pánico”

Por: Teresa Guerrero

La primera detección directa de las ondas gravitacionales se considera uno de los grandes hitos de la ciencia. El 14 de septiembre de 2015, los dos laboratorios LIGO construidos en EEUU con ese fin captaron una señal procedente de la fusión de dos agujeros negros a 1.300 millones de años luz. Se confirmaba así la existencia de esas ondulaciones en el espacio-tiempo producidas por fenómenos muy violentos en el Universo que Albert Einstein predijo en su Teoría de la Relatividad General un siglo antes.

El físico Barry Barish (Omaha, EEUU, 1936), uno de los principales impulsores de este extraordinario experimento, recuerda perfectamente qué estaba haciendo en ese momento histórico: “¡Estaba durmiendo!”, dice con una sonrisa. “Eran las 2.50 horas en California así que estaba en casa. En Louisiana, donde se recibió la señal, eran las 4.50. En la colaboración científica LIGO hay más de mil investigadores repartidos por todo el mundo y los primeros colegas que la vieron se encontraban en Alemania, donde era ya de día”.

P. ¿Le llamaron de madrugada para avisarle?
R. “No, lo supe a las 7 o las 8 de la mañana, cuando me levanté, consulté el correo y me di cuenta de que era la primera vez que veíamos algo que se parecía a lo que estábamos buscando”.

Tras décadas de trabajo -el origen del proyecto se remonta a los años 70 y la construcción de los dos laboratorios LIGO en Hanford y Livingston empezó en 1994- obtenían por fin la ansiada señal. Pese a la emoción, Barish acogió la noticia con mucha cautela: “No tuve un momento eureka. Algunos de mis colegas sí lo tuvieron; es una reacción muy humana y la gente reacciona de distintas maneras. Yo sentí pánico”, admite durante una entrevista en Barcelona recién llegado de Mallorca -“un sitio maravilloso”-, donde ha estado visitando a un colega.

En Barcelona ha impartido esta semana una conferencia organizada por la Fundación Bancaria la Caixa sobre la nueva ciencia que, según asegura, ha surgido tras la demostración de la existencia de las ondas gravitacionales, la única parte de la Relatividad General de Einstein que quedaba por confirmar.

P. Dicen ustedes que las ondas gravitacionales han inaugurado una nueva forma de hacer astronomía, ¿por qué son tan importantes?
R. Todo lo que sabemos sobre el universo proviene de lo que hemos observado con diferentes tipos de telescopios mediante la radiación electromagnética: luz visible, rayos X, rayos ultravioleta, infrarrojos… Son instrumentos diferentes pero todos se basan en ella. Pero también sabemos que la gravedad es otro factor muy importante en el funcionamiento del Universo. Ahora, por primera vez, podemos ver fenómenos y objetos a través de la gravedad en lugar de a través de la radiación electromagnética. Por ejemplo, sabíamos de la existencia de los agujeros negros de forma indirecta, por inferencia, porque no podemos verlos con radiación electromagnética, pero sí detectarlos por su gravedad.

Aquel 14 de septiembre de 2015, cuando captaron las primeras ondas gravitacionales, Barish no lo tenía tan claro y pasó varios meses comprobando los resultados: “Inmediatamente me hice dos preguntas: ‘¿Cómo nos están engañando?’ y ‘¿Cómo nos estamos engañando?'”. Así que se puso manos a la obra para responderlas. “Tardé un mes en resolver cada uno de estos problemas”, señala.

“Acabábamos de hacer muchos cambios y mejoras tecnológicas en los interferómetros LIGO así que no teníamos aún mucha experiencia. Tardamos un mes en entender el tipo de señal que se estaba generando”, rememora. Por otro lado, había que cerciorarse de que los datos no habían sido manipulados: “El evento se vio en Alemania, pero la señal había llegado primero a Louisiana y Washington, en EEUU, de ahí fue transmitida al Instituto de Tecnología de California (Caltech) y posteriormente al resto del mundo. ¿Cómo estar seguros de que un hacker no había entrado en nuestro sistema y había introducido esos datos de las ondas gravitacionales? Hubo que rastrear todo el camino que habían seguido los datos en los dos detectores para asegurarnos de que eran fiables. Y esto nos llevó un mes. En octubre teníamos los resultados y nos los creíamos“.

Pero el anuncio al mundo, en medio de una gran expectación y tras varios días de intensos rumores, no se hizo hasta el 11 de febrero de 2016. “¿Cómo logramos que más de mil personas mantuvieran el secreto? Se consigue con motivación, y en este caso la motivación era simple: Habíamos descubierto algo que teníamos que entender primero antes de anunciarlo. Tardamos otro mes en estudiarlo. Hicimos un trabajo muy meticuloso porque queríamos asegurarnos de que podríamos ser lo más convincentes posibles”.

Así llegaron a noviembre. Contactaron con la American Physical Society para publicarlo en Physical Review Letters. El artículo estaba listo a principios de diciembre pero les dijeron que las vacaciones de navidad estaban muy cerca, de modo que acordaron enviarlo en enero. “Y en medio de todo el proceso, el 26 de diciembre de 2015 hicimos una segunda observación de ondas gravitacionales. Personalmente, y a pesar de que estaba convencido de la anterior observación, me sentí aliviado al tener dos eventos“.

El anuncio supuso una revolución científica. Y el Nobel de Física no se hizo esperar. Al al año siguiente, Barry Barish compartía el galardón más prestigioso con sus colegas Rainer Weiss y Kip Thorne.

P. ¿Cómo ha sido su vida desde que ganó el Nobel? ¿Ha tenido tiempo para investigar?
R. Ha sido un no parar. Sin embargo, he recibido muchas invitaciones y estoy conociendo a personas interesantes. Todavía puedo pasar algo de tiempo en LIGO, menos de lo que me gustaría pero espero que pronto pueda estar más tiempo.

Lo cierto es que a sus 82 años, Barish no para de viajar. El 6 de julio volverá a estar en nuestro país para participar en la I Cumbre de Innovación Tecnológica y Economía Circular que reunirá en Madrid a otros Nobel como Barack Obama o los economistas Christopher Pissarides y Finn Kydland. Además, pasa bastante tiempo en Italia, donde está el gran laboratorio subterráneo de astrofísica Gran Sasso, y planea dar clases el próximo año en Roma. Cerca de Pisa se ha construido otro detector llamado VIRGO con el que trabajan conjuntamente y desde el que por primera vez se captaron -de forma casi simultánea a LIGO- ondas gravitacionales procedentes de la colisión de dos estrellas de neutrones.

P. Usted se unió al proyecto LIGO en 1994, empezó a dirigirlo en 1997 y los detectores no empezaron a funcionar hasta 2002, así que pasaron muchos años diseñando los instrumentos y buscando financiación. ¿Fue muy difícil convencer a los gobiernos e instituciones para que invirtieran dinero en algo tan etéreo como las ondas gravitacionales?

R. Sí, porque la financiación para la ciencia tiene unos cauces particulares. El peer review o revisión por pares [el método usado para validar la calidad de estudios científicos antes de su publicación en revistas] es casi una religión. Nos encanta pero tiende a ser conservador y con aversión al riesgo. Y los gobiernos también suelen ser conservadores, mi gobierno lo es mucho. Si te dan dinero tienes que saber explicar qué estás haciendo con él. Y es muy difícil explicar que llevas 20 años buscando algo sin ver nada, y gastando mucho dinero. ¿Cómo puedes hacer algo en este sistema? Para financiar proyectos de física y química hay tres fuentes gubernamentales distintas. La NASA se encarga de los temas de espacio y el el Departamento de Energía, de los aceleradores de partículas. Ninguna de las dos habría financiado LIGO. La tercera es la National Science Foundation (NSF), que tiene una misión muy simple: hacer ciencia. ¿Cómo se decide cuál es la mejor ciencia? Hay que ve el potencial científico versus el riesgo que asumes. En 1994, cuando empezamos, el director de la NSF era Neal Lane, que entendió el potencial de lo que podíamos hacer. Necesitas a alguien así. Era un científico muy bueno y asumió riesgos, pero fuimos convincentes. Luego hubo otros directores que tuvieron que defender en el Congreso ese presupuesto, que eran unos 50 o 60 millones de dólares al año. Tuvimos mucha suerte de tener este respaldo. Creo que fue un ejemplo maravilloso de la forma en que la ciencia debe hacerse. Tienes que seleccionar proyectos de investigación que lleven a grandes avances, asumir riesgos de manera inteligente. Si no te arriesgas no vas a ninguna parte. Y creo que, en general, no se asumen suficientes riesgos, debería haber más experimentos que no salieran bien.

P. ¿Sintió presión durante todos estos años en los que LIGO funcionaba pero no obtenían resultados?

R. No.

P. ¿Confiaban en que antes o después acabarían detectando las ondas gravitacionales en los laboratorios LIGO?

R. No, porque no teníamos la certeza de que existieran, y no sabíamos si serían lo suficientemente fuertes para que llegara una señal. Siempre pensé que seríamos capaces de desarrollar la tecnología, pero no estaba seguro sobre la naturaleza. Fuimos afortunados. Mi trabajo consistió en sacar adelante la parte técnica para poder hacer la exploración; aunque no hubiéramos detectado las ondas gravitacionales hubiera sido un gran paso.

P. Si hubieran tenido más dinero, habrían sido distintos los laboratorios LIGO o son los instrumentos que querían tener?

R. Tuvimos suerte y conseguimos más o menos el dinero que necesitábamos para hacer lo que queríamos hacer. Es el LIGO que podíamos construir a principios de siglo y reunió las mejores ideas que teníamos entonces. Sabemos que podemos hacerlo mejor pero no sabemos todavía cómo desarrollar las tecnologías necesarias para lograrlo. Por ejemplo, los detectores LIGO y VIRGO están a temperatura ambiente. Sabemos que serían menos ruidosos y sería más fácil detectar las ondas gravitacionales si se enfriaran, pero es un asunto muy complicado. A largo plazo, dentro de 10 o 15 años podremos hacer mejores detectores.

P. ¿Durante cuánto tiempo van a seguir usándose los detectores LIGO y VIRGO?

R. Creo que de 10 a 20 años. En ese mismo periodo espero que se construirá la nueva generación de detectores, que podrían ser 10 veces mejores.

P. ¿Supieron rápidamente que las primeras ondas gravitacionales que detectaron en LIGO procedían de la fusión de agujeros negros?

R. Por el tamaño de lo que veíamos, estábamos bastante seguros de que eran agujeros negros, pero no supimos los detalles hasta que hicimos los cálculos.

P. Han captado varias veces ondas gravitacionales procedentes de agujeros negros y en una ocasión, generadas por la colisión de dos estrellas de neutrones. ¿Qué otros eventos catastróficos les gustaría ver?

R. Desde el principio teníamos en mente dos agujeros negros y dos estrellas de neutrones, y lo que aún no hemos visto son ondas procedentes de la fusión de un agujero negro y una estrella de neutrón. Y puede ocurrir. Por supuesto queremos entender mejor todas esas colisiones. Y luego hay muchas otras fuentes posibles como una supernova, una estrella que colapsa cuando se queda sin combustible y genera ondas gravitacionales.

P. Entonces se pueden generar ondas gravitacionales sin que colisionen dos objetos…

R. Sí. También buscamos fuentes de las que no sabemos nada. Y es una cuestión muy interesante, ¿cómo buscas algo que no sabes que estás buscando? Estamos empezando a usar técnicas avanzadas como la inteligencia artificial para analizar los datos de forma innovadora y ver si hay en ellos cosas que no sabemos. Es lo que más me gustaría: quiero ver algo que no sabemos que existe.

P. ¿Cómo ve un físico como usted la figura de Einstein?

R. En muchos aspectos fue fantástico. La magia de Einstein que siempre aprecié fue su habilidad no solo para resolver problemas matemáticos complejos sino ser capaz de juntar diferentes piezas, como si fuera un puzle, y obtener algo que no existía.

P. ¿Y qué opina sobre el legado científico de Stephen Hawking?

R. Fue un científico fantástico que entendió los agujeros negros mejor que nadie. Tuvo muchas ideas e hizo física teórica pero su legado no es comparable al de Einstein. Richard Feynman, que estuvo también en mi centro, en Caltech, fue un científico extraordinario.

P. La semana pasada, un estudio realizado con datos de los telescopios Hubble y VLT confirmaba que la Relatividad General funciona en galaxias lejanas. ¿Considera necesario o interesante seguir comprobando la Teoría de la Relatividad de Einstein?

R. Es muy importante seguir testándola por dos razones. En primer lugar, para determinar si su formulación o algunas alternativas son correctas. Hasta ahora, no hemos eliminado muchas alternativas. En segundo lugar, el mayor problema en física es que tenemos dos teorías muy buenas; la de Einstein, que funciona para distancias muy grandes, y la teoría cuántica de campos para distancias microscópicas, que describe, por ejemplo, la física que se hace en Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN). Sólo puede haber una teoría para la naturaleza así que tenemos que encontrar la conexión entre las dos teorías. Esta nueva prueba ha sido un resultado adicional, no una sorpresa.

Tomado de: El Mundo

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