En 2016, un trabajo firmado por mil científicos anunciaba que habían logrado registrar el sonido de las “arruguitas” en el espacio-tiempo, las ondas gravitacionales, producida por dos agujeros negros fusionándose en un abrazo mortal a mil millones de años luz de distancia. El chirrido, captado por uno de los instrumentos más precisos y complejos jamás construidos, el interferómetro LIGO, ofreció la primera evidencia directa de una predicción de la Teoría de la Relatividad General de Einstein, elaborada justo un siglo antes. Iluminó por un instante uno de los enigmas más extraños y salvajes del universo.
Al frente del equipo responsable de este hito científico estaba nada menos que la física argentina Gabriela González, nacida en Córdoba y formada en la Facultad de Matemática, Física, Astronomía y Computación (Famaf), de la Universidad Nacional de Córdoba. González hizo un doctorado en la Universidad de Siracusa, Estados Unidos, trabajó en el MIT, de Boston, y se desempeñó como profesora en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de Luisiana. Siempre, dedicada a la detección de ondas gravitacionales. Este miércoles recibirá el doctorado honoris causa de la UBA y dará una conferencia sobre sus investigaciones titulada “La música del universo”.
–El título de su conferencia es “La música del universo”. ¿Por qué te sugieren esa imagen las ondas gravitacionales?
–Einstein predijo las ondas gravitacionales en su Teoría General de la Relatividad. Allí dice que la gravedad no se debe a la fuerza que nos enseñan en la escuela, postulada por Newton, sino a la curvatura del espacio-tiempo producida por objetos muy masivos. La idea es que las masas curvan el [tejido del] espacio-tiempo y hacen que la masa se mueva por el camino más fácil. Eso explica el movimiento de la Tierra alrededor del Sol: como el espacio-tiempo es curvo, la Tierra sigue esa curvatura producida por el Sol. ¿Pero qué pasa con esta curvatura cuando las masas se mueven? También se mueve. Y si tenemos dos masas girando una alrededor de la otra, como la Tierra alrededor del Sol, esa curvatura que se mueve en forma dinámica y periódica produce ondas, pero ondas de espacio-tiempo. A nosotros nos gusta llamarlas “la música del universo”. Como todo lo que conocíamos del cosmos hasta 2015 era a partir de ondas de luz (electromagnéticas), aunque no son ondas de sonido, nos gusta pensarlas como música. Antes, nosotros mirábamos el universo y ahora, además, podemos escucharlo.
–¿Producen sonidos al pasar por el detector?
–No exactamente. Los detectores que tenemos utilizan un láser para medir distancias entre dos espejos que están a cuatro kilómetros cada uno. Dividimos el haz de láser en dos para que viajen en rectas perpendiculares. Y cuando vuelven esas ondas de láser, si esas dos distancias son distintas, se produce una interferencia, por eso el detector se llama “interferómetro”. Medimos [la deformación] en el espacio-tiempo, pero la detectamos como una señal electrónica en una fotocélula [que censa] la cantidad de luz que sale del interferómetro. Y como la digitalizamos, la podemos traducir en sonido. En realidad, nos encanta traducir todas las señales, incluso el ruido que detectamos cuando no hay evidencias de ondas gravitacionales, que es la mayor parte del tiempo. Nos gusta ponernos auriculares y escuchar el ruido. Es música para nuestros oídos.
–Investiga en este tema desde que empezó su doctorado. ¿Alguna vez se imaginó que le iba a tocar estar al frente de ese enorme equipo justamente en la primera detección de ondas gravitacionales? ¿Se acuerda de ese momento que ya ingresó en los libros de historia de la ciencia?
–Desde los 90, cuando empecé mi doctorado, trabajé en reducir el “ruido” de estos interferómetros. Todos pensábamos que tendríamos que desarrollar más de dos generaciones de tecnología. Empezamos con lo que llamamos LIGO inicial, y ahora estamos usando LIGO avanzado, que comenzó a instalarse en 2010. Calculamos que [la primera detección] nos iba a tomar alrededor de diez años. Incluso habíamos hecho apuestas e iniciamos la operación del interferómetro en 2014, pero sin la sensibilidad que aspirábamos a tener. Sabíamos que nos iba a llevar años, pero queríamos empezar a tomar datos. Lo que creíamos más probable era comenzar con las detecciones alrededor de 2018, porque en realidad las únicas de las que teníamos alguna seguridad de que existían en número suficiente como para captarlas eran las producidas por estrellas de neutrones [resultantes del colapso de una supergigante masiva después de que ésta agota el combustible en su núcleo]. Las ondas producidas por la Tierra y el Sol son infinitesimales, esas no las vamos a detectar. Pero las producidas por estrellas compactas y de mucha masa, que están más lejos, pero son mucho más grandes y se mueven más rápido al estar “bailando el tango” una alrededor de la otra, pero también acercándose hasta fusionarse y hacer nacer un agujero negro, esas eran las que las predicciones nos aseguraban que sí íbamos a detectar. Y en 2015, cuando captamos la primera señal, fue increíble. Creímos que no el universo, sino que alguno del equipo nos estaba haciendo una broma, ¡porque era clarísima! Pero, además, de una frecuencia que nos decía que no eran estrellas de neutrones, sino agujeros negros de un tamaño que no se habían visto, no se habían conocido todavía. ¡Fue increíble! Nos llevó meses revisar los datos y convencernos de que esa señal no era “ruido”, que no era una broma: era real.
–¿Se registró tal cual se había previsto en la teoría?
–Había cálculos de cómo eran las ondas que producían agujeros negros o estrellas de neutrones. Se habían modelado estas ondas en supercomputadoras, por eso, apenas la vimos, pudimos deducir que esa primera señal había sido generada por agujeros negros. Lo que no podíamos asegurar al principio fue que no hubiera sido producida por casualidad. Teníamos la confirmación de que había sido detectada en dos interferómetros que estaban a 3000 kilómetros de distancia. Pero no podíamos descartar ruido hasta tomar muchos datos. Por supuesto, fue un hito, una revelación, una alegría enorme. Pero en la ciencia, todos los meses o una vez por semana, cuando tenemos victorias pequeñitas, en las que entendemos cómo mejorar la sensibilidad para detectar ondas que vienen de más lejos, son como los ladrillos con los que se construye el edificio con el que se hacen estos descubrimientos tan grandes. Lo que nos da felicidad no son solo estos anuncios espectaculares, sino también los pequeños avances que se van sumando. Así trabajamos.
–¿Además de los que mencionó, qué fenómenos pueden originar ondas gravitacionales?
–En principio, cualquier sistema que tenga masa, que no sea perfectamente esférico y que se esté moviendo. Pero el problema es que, de acuerdo con la teoría, estas arruguitas en el espacio-tiempo que cambian las distancias y cambian los relojes, porque alteran el tiempo, son infinitesimales. Einstein, la primera vez que estimó su magnitud pensó que probablemente eran un efecto que no se podía medir. No lo dijo en esas palabras, pero lo sugirió. Las que se pueden medir hasta ahora son las de agujeros negros y las de estrellas de neutrones. Con interferómetros que se están construyendo y se van a lanzar al espacio (hay un proyecto que se llama LISA, que va a volar en 2034 y va a captar ondas gravitacionales no solo de agujeros negros, sino también de enanas blancas [remanentes de estrellas menores a 10 masas solares que agotan su combustible nuclear] de nuestra galaxia). Todas las ondas que hemos detectado hasta ahora fueron de sistemas extragalácticos, que están muy, muy lejos, que viajaron no solo años o miles de años, sino millones de años y hasta miles de millones de años hasta nuestro detector.
–¿Y qué pasó después de aquella primera? ¿Hubo otras?
–Al principio, fue despacito. En 2015 descubrimos tres. En 2016 , varias más. En 2017 llegó la que estábamos esperando: la primera señal producida por estrellas de neutrones. La captamos con tres detectores, uno de ellos, que se llama Virgo, en Europa, porque somos una colaboración mundial. Seguimos mejorando los sistemas, la sensibilidad y ahora vemos señales cada vez más lejanas. ¡Ya suman 90, casi un centenar! Un “montonazo”, como diríamos los cordobeses…
–Tener un lugar protagónico en un avance como éste (que hasta les valió el Nobel a los fundadores de LIGO, Rainer Weiss, Kip Thorne y Barry Barish) debe ser una de las mayores satisfacciones a que puede aspirar un/a investigador/a. Pero llegar hasta acá no debe haber sido fácil…
–Y, sí… fue difícil. Por supuesto, siempre tuve muchísimo apoyo de mi marido, Jorge Pullin [también un físico sobresaliente], egresado del Instituto Balseiro y ahora profesor en la Universidad de Luisiana. Él hizo su doctorado en la Argentina, su investigación en Córdoba. Allí nos encontramos. Nosotros decimos que probamos que Einstein se equivocó cuando dijo que no se podía culpar a la gravedad de que dos personas se atraigan y caigan en los brazos del amor: nosotros nos encontramos porque los dos estudiábamos su teoría. Nos casamos aquí, en la Argentina, antes de irnos a los Estados Unidos. Allí, al principio estuvimos juntos dos años en la Universidad de Siracusa, cuando empecé a hacer mi doctorado, pero ya después él tenía que seguir su carrera con otros trabajos. Estuvimos viviendo en lugares diferentes durante seis años antes de poder volver a vivir juntos, cuando logramos posiciones en la Universidad de Pensilvania antes de ir a la de Luisiana. Y esos seis años fueron muy difíciles tanto para él como para mí. Pero nos ayudábamos, nos queríamos y desde entonces también nos ayudamos en el trabajo, que fue progresando despacito. ¡Yo recibí mi doctorado en 1995 y recién en 2015 hicimos esa detección! Pero a lo largo de todos esos años nos reconfortaron las “victorias pequeñitas”, ver cómo avanzábamos.
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