Camino de resolver la última incógnita de Einstein cien años después

La ESA lanza el 2 de diciembre una ambiciosa misión para detectar ondas gravitacionales. Por Laura Crespo

El 25 de noviembre de 1915 Albert Einstein empezó a sacar la lengua a la física moderna. En una conferencia en la Academia Prusiana de Ciencias, en Berlín, presentaba su Teoría de la Relatividad General, esa que puso patas arriba la física newtoniana, la Biblia del funcionamiento de la naturaleza hasta ese momento. Como la mayoría, la de Einstein no fue una revolución inmediata. Muchos de sus colegas de profesión no le tomaron en serio por lo, si se quiere, filosófico de su teoría. Pero poco a poco, esa pieza ‘máster’ de la física, considerada “belleza científica”, fue ganando en robustez a medida que se confirmaban sus supuestos en el terreno experimental. El primero y más importante hasta ahora, en 1919, cuando Sir Arthur Eddington propuso dos expediciones para observar el eclipse total de Sol que tuvo lugar el 29 de marzo de ese año y que demostraron, por observación directa, que las pequeñas desviaciones de los rayos de luz descritas por la teoría de Einstein eran absolutamente reales.

Así, cada enunciado de la Relatividad General se ha ido hallando, de una u otra forma, en la propia naturaleza, en el Universo, que no ha vuelto a ser el mismo lugar inescrutable y oscuro que era A.E. (Antes de Einstein). Cien años después, sólo queda un fleco para terminar de redondear la Teoría de la Relatividad, el último escollo para que la genialidad del genio no tenga agujero alguno. Einstein predijo la existencia de las llamadas ondas gravitacionales como deformaciones del espacio producidas por la la gravedad de cuerpos masivos. Sin embargo, el ser humano nunca ha sido capaz de demostrar empíricamente su existencia: todo indica que están ahí, pero nunca han sido observadas. Ahora, una ambiciosa misión de la Agencia Espacial Europea (ESA) se prepara para ratificar a Einstein en el espacio. LISA Pathfinder emprenderá, a partir del próximo de 2 de diciembre, el camino para resolver uno de los grandes enigmas de la física vigente.

Ensayo determinante

LISA Pathfinder es el crucial y necesario ensayo de otra misión de la ESA, LISA, proyectada para 2034, una forma de allanar el camino a la prueba definitiva de que Einstein acertó al predecir la existencia de las ondas gravitacionales. LISA está diseñada para detectar, por primera vez, ese eco de la deformación del espacio que se propaga de una forma similar a las ondas sísmicas por la superficie terrestre en un terremoto. Sin embargo, antes de lanzarse a una de las mayores aventuras de la física del último siglo, la ESA avanza una versión reducida de LISA con dos objetivos fundamentales: el de testear la tecnología y el de probar la capacidad de reproducir el experimento necesario para captar la presencia de ondas gravitacionales con las condiciones peculiares y extremas del espacio.

“El quid de esta misión es que tenemos que medir unas determinadas distancias con mucha precisión”, explica a El Imparcial Damien Texier, responsable de las operaciones cientificas de LISA Pathfinder. Para poder ratificar por fin la existencia de las ondas gravitacionales, los científicos de la ESA colocarán –“con un poco de trabajo”- dos masas en caída libre en el espacio y enviarán rayos de luz entre una y otra observando las deformaciones que sufren en el camino. Los desplazamientos de esos haces de luz en Lisa Pathfinder se miden en niveles de picómetro o, lo que es lo mismo, una billonésima parte de un metro, “más o menos el tamaño de un átomo”, ilustra Texier. “Esa exactitud la sabemos obtener en la Tierra, pero hay que reproducirla allí arriba”, explica.

Además, LISA Pathfinder tiene otro reto imprescindible: el de aislar los posibles ‘ruidos’ que interfieran en la detección de las ondas gravitacionales, en un ambiente desconocido. Para poder determinar que las desviaciones de la luz están producidas por las ondas gravitacionales hay que descartar antes cualquier otro motivo que pueda ocasionarlas. Sería como estar en el salón de casa y detectar de pronto un sonido extraño; habría que apagar la tele, cerrar las ventanas y permanecer en silencio hasta llegar a la fuente del sonido que nos interesa. LISA Pathfinder hará una relación de los ‘ruidos’ que pueden interferir en el trabajo de la futura LISA, para poder ratificar que las señales de luz están siendo influidas efectivamente por las ondas gravitacionales de Einstein.

Un satélite propulsado

LISA Pathfinder se lanzará el próximo 2 de diciembre desde la Guyana Francesa a bordo de un cohete Vega, sin la capacidad necesaria para alojarlo en el denominado punto L1, entre la Tierra y el Sol, de modo que el módulo científico de la misión irá acompañado de un módulo de propulsión que lo llevará hasta ese lugar concreto. Aunque el conjunto pesa casi dos toneladas, el módulo científico no llega a los 500 gramos, mide 2,30 metros de diámetro y uno de alto. En su corazón, esconde las dos masas clave para la investigación, dos cubos de poco menos de 5 centímetros y fabricados en oro y platino, lo que les permite reflejar la señal de luz sin necesidad de un espejo adicional que incrementaría el peso. La distancia entre ellos es de tan sólo 38 centímetros, suficiente para que los científicos de la ESA puedan cumplir sus objetivos de esta ‘avanzadilla’, pero no para dejar pasar entre ellos ondas gravitacionales.

Será LISA la que, recogiendo los datos de su antecesora, estudie el intercambio de luz entre dos masas suficientemente separadas: cada una a bordo de un satélite distinto separados entre sí por un millón de kilómetros.

Del Nobel a nueva física

Los horizontes que abre LISA pathfinder son prometedores. En primer lugar, el descubrimiento de las ondas gravitacionales sería un hito científico, ratificando la totalidad de la teoría de Einstein y “merecedor de un Nobel de Física”, según Texier. Pero para el investigador de la ESA, lo verdaderamente apasionante del hallazgo sería el escenario futuro, “una nueva ventana de posibilidades”, asegura.

“Las conclusiones extraídas de la misión LISA podrían utilizarse, por ejemplo, para conocer mejor las fuentes que generan los agujeros negros,”, asegura y cree que la ciencia que derive de estas misiones de la ESA permitirá “estudiar cosas que ahora son imposibles”.

Texier lo equipara al descubrimiento del infrarrojo. “Aquello permitió darnos cuenta de que la luz que se ve es solo un trocito muy pequeño de todo el espectro y ahora todo el mundo conoce las gafas de infrarrojos que permiten ver en la oscuridad y que nosotros utilizamos para ver objetos en el espacio que están en esa longitud de onda, sólo son visibles en infrarrojo”, explica. “Es algo así lo que esperamos, abrir nuevas posibilidades y mirar a ver qué nos encontramos, porque no tenemos ni idea; sólo sabemos que será algo nuevo”, termina.

Desde el 2 de diciembre, LISA Pathfinder empleará unas dos semanas en alcanzar el punto L1, tras lo que los científicos tardarán 3 meses en poner en marcha y comprobar todos los sistemas. Entre finales de febrero y principios de marzo, la ESA realizará los experimentos programados durante otro periodo de tres meses y después cederán por otro trimestre más el instrumento a la NASA, colaboradora del proyecto y con algunas piezas a bordo de la nave. Tras estos nueve meses de misión, LISA Pathfinder contará aún con una vida útil de nueve meses más, aprovechables al máximo según Texier. “Habrá muchas más cosas que hacer, no sabemos lo que nos vamos a encontrar”. Un nuevo episodio en busca de los misterios del universo, a punto de abrirse.