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¿Qué son las ondas gravitacionales?

En 1916, el físico alemán Albert Einstein realizó su última predicción sobre el Universo en su Teoría de la Relatividad. Hoy una de sus consecuencias naturales, las ondas gravitacionales, ha sido probada de forma tangible por el LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales).  El Grupo de Relatividad y Gravitación de la Universitat de Les Illes Balears es el único equipo español participante en el proyecto y ofrece algunas respuestas para entender qué son y para qué sirven.

¿Qué son las ondas gravitacionales?
Para explicar que son las ondas gravitacionales es necesario referirse a la Teoría de la Relatividad de Einstein. Esta establece la curvatura del espacio-tiempo y defiende que los objetos acelerados cambian la curvatura del universo y producen distorsiones u ondas gravitacionales que se propagan por todo el Universo.  
Estas distorsiones u ondas gravitacionales, son curvas, generadas en el espacio-tiempo, por los fenómenos más violentos del cosmos,  como colisiones de agujeros negros, explosiones de estrellas supernova, estallidos de rayos gamma o el propio Big Ban.  Se asemejan a las ondas que surgen cuando se lanza una piedra en el agua, según lo explicó Einstein hace un siglo.
¿Por qué no se habían encontrado hasta entonces?
La comunidad científica lleva intentando detectarlas más de 50 años. Sin embargo, no se han podido encontrar hasta ahora porque son poco frecuentes y con amplitudes extremadamente pequeñas.
¿Qué importancia tiene su descubrimiento?
La confirmación de la existencia de estas ondas es uno de los descubrimientos científicos más grandes de nuestra época, ya que su hallazgo llena un gran vacío en la comprensión del origen del Universo. Hasta el momento nuestra única guía en el cosmos ha sido la luz, pero ahora las ondas de gravedad permitirán escuchar el Universo por primera vez.
Estas ondas transportan información sobre los objetos que las producen (supernovas, colisiones, fusiones de agujeros negros…) y sobre la naturaleza de la gravedad en condiciones extremas, que no puede obtenerse mediante la radiación electromagnética (luz), que es lo que se usa habitualmente para observar el cosmos. Así, a veces un agujero negro puede no emitir ningún tipo de luz, pero sí, ondas gravitacionales.
El Grupo de Relatividad y Gravitación indica también que se podrá observar, incluso, lo que ocurrió después del Big Bang, cuando el cosmos no tenía ni un segundo de edad. Esta información no se podría conocer de otra forma, porque el Universo no fue transparente a la luz hasta tiempo después.
¿Cómo se detectan?
Cuando se origina uno de los fenómenos que las producen, estas hacen que el tejido del espacio mismo vibre como un tambor. Entonces, las ondulaciones del espacio-tiempo emanan en todas direcciones, viajando a la velocidad de la luz y distorsionando físicamente todo a su paso. Esta distorsión se produce porque las ondas ensanchan el objeto en una dirección y lo alargan en otra.
Como ejemplo, los expertos plantean el escenario en el que un objeto se encuentra junto a dos agujeros negros en colisión, a una distancia de millones de kilómetros o menos. En esta situación, el objeto se estiraría tanto que quedaría destrozado. Sin embargo, esto sólo ocurre en 'distancias cortas'. Cuando las ondas llegan a la Tierra producen cambios muy pequeños en las distancias, diferencias incluso menores que el tamaño de un protón.
Por ello, el observatorio de ondas gravitacionales, conocido como LIGO, no es como los habituales. No es un telescopio al uso, sino que está formado por dos tubos de vacío que se colocan dirigidos a diferentes direcciones (norte-sur, este-oeste) y que en su interior cuenta con un láser que mide en todo momento su estado. Así, cuando una onda gravitacional pasa por la Tierra, el láser detecta que uno de los tubos encoge, mientras que el otro se hace más largo: el efecto de este fenómeno.