¿Dónde ideó Rainer Weiss el observatorio de ondas gravitacionales LIGO?

Rainer Weiss en su laboratorio en un sótano del MIT [Ken Richardson para Quanta Magazine, detalle del original].

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En febrero de 2016, las colaboraciones LIGO y Virgo anunciaron la primera detección directa de ondas gravitacionales. El hito culminaba una carrera experimental de más de cinco décadas y marcaba el nacimiento de una nueva era en la exploración del cosmos. Pero ¿qué son las ondas gravitacionales? ¿Por qué resultan tan difíciles de observar? ¿Cuándo se obtuvieron los primeros indicios de su existencia? ¿Nos permitirán algún día «ver» la gran explosión que dio origen al universo? Este monográfico digital (en PDF) te ofrece una selección de los mejores artículos publicados en Investigación y Ciencia sobre la búsqueda científica y técnica de uno de los fenómenos más elusivos predichos por la teoría de la relatividad de Einstein.

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En un verano allá por 1970, Rainer Weiss se encerraba en un cuarto diminuto del edificio 20, una estructura de madera deplorablemente precaria, repleta de amianto, que se había levantado de cualquier forma durante la segunda guerra mundial en el Instituto de Tecnología de Massachusetts. En aquel rincón de aquella construcción donde se produjeron incontables descubrimientos y que hasta su demolición en 1998 albergó a nueve futuros ganadores del premio Nobel, elaboró Weiss el diseño básico de un dispositivo experimental que, casi medio siglo después, asombraría al mundo al detectar las minúsculas perturbaciones del espaciotiempo generadas por una remota colisión entre dos agujeros negros.

Junto con los físicos Kip Thorne y Ron Drever, Weiss fundó el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO), que en febrero de 2016 anunciaría el descubrimiento de esas perturbaciones gravitatorias, predichas por Albert Einstein en 1916. «La idea de valerse de la medición del momento en que la luz alcanza unas masas en movimiento libre para detectar las ondas gravitatorias se me ocurrió mientras daba un curso de relatividad general en el MIT en 1967», le ha contado Weiss a la revista Quanta en un mensaje de correo electrónico. Sus alumnos habían oído hablar de que el físico Joe Weber decía haber detectado las ondas gravitatorias en las vibraciones de unas enormes barras de aluminio. «Me costaba entender la idea, así que [en su lugar] les presenté un gedankenexperiment [un experimento mental] que consistía en medir el tiempo que tarda la luz en viajar entre dos masas en movimiento libre mientras pasa una onda gravitatoria» que estira y comprime alternadamente el espaciotiempo. «Es bastante sencillo calcular el cambio en ese tiempo debido al paso de la onda gravitatoria. Sin embargo, es casi imposible realizar el experimento con la suficiente sensibilidad».

Las afirmaciones de Weber resultaron estar equivocadas, así que Weiss volvió a su idea de la medida de tiempos para ver si era factible detectar fluctuaciones temporales tan diminutas en una medición real. «Era por entonces cuando me metía en un pequeño cuarto del edificio 20 (el «Palacio de Contrachapado»), lejos del teléfono y cerca de auténticos aparatos de medida, para pensar en las diferentes fuentes de ruido que limitarían ese procedimiento», dice. «Tras un verano de devanarme los sesos y hacer estimaciones, parecía que se podría construir un instrumento con un ruido lo bastante bajo, por ejemplo un interferómetro óptico por láser con brazos que midiesen kilómetros, y que interseccionase con las estimaciones para las ondas gravitatorias procedentes de fuentes astrofísicas. Luego se hizo un prototipo experimental que demostró que los cálculos no eran un disparate». Y luego, los dos gigantescos detectores con forma de L del experimento LIGO, que Weiss ayudó a construir y que siguen afinándose a día de hoy.

El edificio 20 despareció hace mucho, pero Weiss ha encontrado un sustituto en un abarrotado y desordenado laboratorio en un sótano del MIT. Lo prefiere con mucho a su despacho, no menos desordenado. «Ese laboratorio del sótano desempeña el mismo papel que el cuartucho del Palacio de Contrachapado», dice. «Aunque hay un teléfono en ese espacio, no está conectado y no es fácil encontrarlo, así que hay más calma para devanarse los sesos. Además, hay cosas de verdad en ese sitio (electrónica, instrumentos ópticos, herramientas)», cosas que hacen que su mente se ponga en marcha.

Es general la opinión de que el premio Nobel de Física de este año se les concederá a Weiss y Thorne (Drever falleció en marzo) [Nota de IyC: en este mes de junio se les concedía el premio Princesa de Asturias, compartido también con Barry Barish, director del LIGO entre 1997 y 2005]. La leyenda del Palacio de Contrachapado no hará sino crecer.

‒Natalie Wolchover/Quanta Magazine.

Este artículo apareció originalmente en QuantaMagazine.org, una publicación independiente promovida por la Fundación Simons para potenciar la comprensión pública de la ciencia.

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