Les oscil·lacions en l'eix espai-temps passen de les equacions a l'evidència

Capten la fusió violenta de dos forats negres a 1.300 milions d´anys llum que equivalien a 65 sols

22.02.2016 | 07:42
Una representació gràfica de les ones gravitacionals.

Albert Einstein

  • El físic Albert Einstein va predir l´existència de les ones gravitacionals a la seva Teoria General de la Relativitat fa 100 anys. Un segle després, el que va narrar en complicades equacions s´ha pogut demostrar d´una forma directa i fefaent ara. El 1974 ja se´n va trobar una prova, però de forma indirecta, un descobriment que es va premiar anys més tard amb el Nobel de física. El solsoní Miquel Nofrarias explica en un article seu que les equacions de la Relativitat són complexes «i es van començar a buscar solucions possibles. El 1916 Einstein en va trobar una que es corresponia a una ona, però no va creure que fos real». Posteriorment va acceptar que la seva teoria predeia l´existència de les ones gravitacionals.

Les ones gravitacionals són oscil·lacions en l'eix espai-temps produïdes per objectes amb massa que hi ha a l'Univers. És difícil d'imaginar, però se sol comparar amb les onades quan es tira una pedra en un llac, o bé amb un llençol estès en què, si cau una pilota de tennis taula no passa res, però si cau una síndria (seria el forat negre) es corbaria.

L'origen de les ones gravitacionals que es van detectar l'11 de febrer és una violenta fusió de dos forats negres a 1.300 milions d'anys llum de distància. S'ha pogut calcular que un dels forats tenia una massa equivalent a 29 sols, i l'altra 36. De la fusió en va sorgir un altre forat negre encara més gran.

El que va sobrar, que equivaldria a la massa de tres sols, es va convertir en energia, va anar desapareixent i es va convertir en les ones gravitacionals. Segons va manifestar un dels responsables de la missió LIGO, Kip Thorne, durant uns mil·lisegons hi va haver una tempesta a l´espai que va emetre més energia que totes les estrelles de l´Univers juntes.

LIGO versus LISA

En aquest cas l´experiment que va detectar les ones, anomenat projecte LIGO, es va fer en unes instal·lacions a l´estat de Washington, als Estats Units. És un macrocomplex de túnels de més de 8 quilòmetres.

La missió europea LISA, en canvi, enviarà una nau a l´espai. Segons el manresà Ferran Gibert, la gràcia de construir observatoris d´ones gravitacionals a l´espai és que hi ha tota una gamma d´emissors que no es poden observar des de la Terra per culpa del soroll sísmic, petites vibracions que hi pot haver i que són molt difícils d´aïllar. Aquestes vibracions poden estar causades per terratrèmols, vehicles o fins i tot núvols. A més a més, segons Gibert, «així com LIGO pot mesurar fenòmens poc freqüents però molt violents com ara la col·lisió de forats negres, LISA podria observar altres tipus d'objectes i fenòmens, alguns d´emissió contínua».

El satèl·lit LISA Pathfinder que ja és a l´espai és una missió de prova que ha de permetre saber si el mètode tecnològic que s´ha desenvolupat per captar ones gravitacionals és l'adequat. LISA serà la missió definitiva. Serà un instrument de mesura, anomenat interferòmetre, compost per tres satèl·lits units per braços làser el màxim de llargs possible.

Masses en caiguda lliure

La nau de prova, la LISA Pathfinder, té al seu interior dos cubs d'un aliatge d'or i platí de 46 mil·límetres, que està suspès cadascun en el seu propi contenidor al buit i separats 38 centímetres. Entre ells hi ha l'interferòmetre, en un banc òptic de 20x20 centímetres. Aquest aparell òptic està format per 22 miralls. Dos raigs làser haurien de poder captar el recorregut dels cubs en caiguda lliure per l´espai. Haurien de demostrar que és possible monitoritzar les dues masses.

Per al solsoní Miquel Nofrarias, les repercussions del descobriment són de primer nivell per a la Física i per entendre l´Univers, i destaca que en tot aquest procés hi intervenen una gran varietat de camps: materials, òptica i làsers.

Compartir a Twitter
Compartir a Facebook

Calendari laboral i escolar 2017/2018

Calendari laboral 2017 a Catalunya

Calendari Laboral 2018 a Catalunya

Aquí pots consultar tots els dies festius a Catalunya i el calendari escolar 2017/18

 

Enllaços recomanats: Premis cinema