El Café Cuántico 3x05: Momentos Astrohistóricos

Tras una semana algo ajetreada, comparto aquí el quinto programa de la temporada de El Café Cuántico en la que soy presentador, y que tuvo lugar durante la rueda de prensa del histórico anuncio de la primera detección directa de ondas gravitacionales. Puede oírse a continuación:

En esta ocasión traigo la mala noticia de que la Antártida está perdiendo hielo costero que hace de barrera a los glaciares que fluyen hacia el océano, y se podría llegar a un punto de no retorno en cuanto a la pérdida de hielo del continente. Antonio, en cambio, nos habló de una fibra vegetal que podría dar lugar a preservativos y guantes de látex mucho más finos y resistentes.

En Bajo El Microscopio no podía tratar otro tema que la noticia del día, que requería una explicación más en profundidad. Para saber más sobre el descubrimiento de LIGO, que detectó ondas gravitacionales procedentes de la fusión de dos agujeros negros, recomiendo los posts de Daniel Marín y Francis Villatoro, así como este otro post de Francis para conocer algunas de las implicaciones.

Elena nos deleita esta vez en Cienciadicción con un poema sobre el geógrafo y explorador Alexander von Humboldt, y tras ello damos paso en La Llamada Experta a Javier Armentia, con quien esta vez sí pudimos contactar y hablar de la detección de ondas gravitacionales (en vez de lo que teníamos planeado) debido al entusiasmo por el descubrimiento. Para finalizar, disfrutamos de una tertulia con Pedro Ruiz Castell sobre la historia de la astronomía amateur en el siglo XX y su papel en la actualidad, que recomiendo mucho.

Como en otras ocasiones, a continuación está la transcripción aproximada de mis dos secciones, por si preferís leer.

Noticia de actualidad:

El hielo de la Antártida está cada vez más en peligro.

El continente antártico está rodeado de enormes plataformas de hielo sobre la superficie del océano, y medidas por satélite de la velocidad de los glaciares han desvelado que muchas de éstas hacen de barrera o freno que ralentiza la pérdida de hielo del interior. Algunas son gigantescas, llegando a más de 100 metros de altura sobre el nivel del mar. La más grande, la plataforma de Ross, tiene la misma superficie que toda España.

En los últimos 20 años, no obstante, muchas se han ido debilitando y algunas incluso han desaparecido, desintegrándose en forma de icebergs en el océano. Tras ocurrir esto en 2002 en una de ellas llamada Larsen B, se ha visto que la velocidad de los glaciares que desembocaban en esta región aumentó hasta 8 veces respecto al valor anterior al suceso.

Estas nuevas medidas revelan que en torno a un 13% del área de estas plataformas es bastante pasiva, pero el resto sí que ejerce este papel de freno y su conservación es de mayor importancia. Algunas de ellas ya están en peligro, y si debido al calentamiento global estas "barreras de seguridad" acaban destruidas, la pérdida de hielo de la Antártida podría llegar a un punto de no retorno y contribuir de forma muy significativa al aumento del nivel del mar.

Bajo El Microscopio:

Hoy esta sección también va a tener mucho de actualidad, porque en estos momentos está teniendo lugar el anuncio histórico de que se han medido ondas gravitacionales por primera vez de forma directa.

¿Ondas gravitacionales? ¿Pero de esto no se habló hace ya un tiempo diciendo que se habían detectado? Tuvimos un programa dedicado al tema y todo… ¡Si tú estuviste! Es el 6º programa de la primera temporada, por si lo quieren buscar.

Sí, sí, pero ocurren dos cosas: la primera es que lamentablemente, la señal observada entonces pareció deberse más a nubes de polvo en nuestra galaxia que a ondas gravitacionales en sí, y la segunda, que aquí tanto el método usado como la fuente de esas ondas son completamente distintas.

Vaya. ¿Y en qué se diferencian?

A ver. Para resumir, recordemos que la masa y la energía curvan el espaciotiempo y esta curvatura es la gravedad. Entonces, cuando un objeto se mueve, esta curvatura tiene que cambiar de sitio, y el cambio no es instantáneo en todo el espacio sino que se propaga a una cierta velocidad. Las ondas gravitacionales son eso. Lo que se creyó haber detectado en 2014 fue el efecto que habrían tenido ondas gravitacionales procedentes de fluctuaciones cuánticas casi en el Big Bang en una radiación de fondo que está presente en todo el universo. Sería un método indirecto. Ahora, no obstante, se han detectado ondas pasando directamente a través de nosotros.

¿Y cómo se detecta eso?

Pues como las ondas gravitacionales son pequeñas compresiones y estiramientos del propio espacio, se intenta medir ese cambio de distancia aprovechando que la luz viaja siempre a una velocidad fija por el espaciotiempo. El detector usado lo mejoraron hace poco y se llama LIGO (siglas en inglés de "Observatorio de Interferometría Láser de ondas Gravitacionales"). Consiste en dos tubos de 4 km cada uno en forma de L, y dentro hay un rayo láser que viaja toda esa longitud muchas veces rebotando en unos espejos. Como la luz son ondas también, está todo colocado de forma que cuando se combina la luz que viaja por esos tubos, las ondas se cancelan exactamente… excepto si hay algún minúsculo cambio de longitud en el detector. Es muy difícil porque cualquier movimiento o vibración produce ruido en la señal, pero tras mucho trabajo, eso es lo que se ha medido.

¿Y estas ondas gravitacionales… de dónde vienen?

Ondas gravitacionales las produce todo cuerpo que se mueva, hasta tú agitando un brazo. Pero como el efecto es tan pequeño, sólo somos capaces de detectar cosas mucho más enormes. Lo que se ha visto es el resultado de la colisión de dos agujeros negros de 36 y 29 veces la masa del Sol, produciendo uno de 62 masas solares en una galaxia muy lejana. Aparte de las ondas creadas cuando giraban uno en torno a otro cada vez más deprisa, en la propia colisión se liberó la cantidad de energía equivalente a tres veces la masa de nuestro Sol, todo en forma de ondas gravitacionales. Una colisión brutal, que cuando llegó a la Tierra produjo oscilaciones de longitud de menos de lo que mide un protón.

Qué pequeñito, sí… y con lo que cuestan de descubrir, ¿qué nos aporta medir estas ondas?

¡Pues muchas cosas, la verdad! Verás: cuando chocan dos agujeros negros, el horizonte de sucesos del que se forma vibra bastante, dejando esa huella en las ondas gravitacionales. De modo que por primera vez podemos estudiar casi directamente este aspecto de los agujeros negros, y verificar predicciones de la Relatividad General. Ésta ha sido comprobada con mucha precisión en gravedad más tenue, pero queremos estar seguros de que en un régimen más intenso también se cumple, o por el contrario vemos cosas que apunten a una teoría nueva. Y en física se lleva bastante tiempo queriendo unir la gravedad con la física cuántica, y hay teorías que predicen cosas distintas aquí. Además de observar fenómenos muy energéticos que aportan información sobre agujeros negros y astrofísica, servirá para avanzar mucho en este aspecto. Se nos acaba de abrir toda una nueva forma de observar el universo.