Archivo para 18 febrero 2016

ONDAS GRAVITATORIAS

Albert Einstein logró bajar al tiempo del Olimpo y convertirlo en algo más mundano; tras la teoría de la relatividad especial el tiempo deja de ser un marco donde tiene lugar cualquier experiencia y que se encuentra más allá de ésta para convertirse en una parte de “lo que ocurre” que se ve afectada por el propio acontecimiento. Así, por ejemplo, puede apreciarse que el tiempo pasa más despacio en un cuerpo que se mueve a una velocidad comparable a la de la luz que en uno en reposo con respecto a él. A partir de esta nueva concepción, el tiempo se integra como otra dimensión más junto con las tres clásicas dimensiones espaciales – aunque no en pie de igualdad con ellas – en una especie de tejido denominado desde entonces “espacio tiempo”.

Como continuación de esa primera visión revolucionaria, la teoría general de la relatividad ofreció a la humanidad, no una descripción de cómo se mueve la materia en el espacio, sino de cómo se mueve el espacio-tiempo bajo la influencia de los cuerpos. La propia geometría del espacio-tiempo se modifica en presencia de la materia y determina el movimiento de ésta, incluso de los rayos de luz, que se curvan bajo la atracción gravitatoria en las proximidades de grandes masas. Esta concepción ha tratado de ser sintéticamente expuesta en la frase “la materia enseña al espacio-tiempo cómo curvarse y el espacio-tiempo enseña a la materia cómo moverse”.

espacio-tiempo

Además de las deformaciones locales del espacio-tiempo en presencia de grandes masas, como las de las estrellas, la teoría general de la relatividad nos dejó el modelo de un universo en expansión, donde las galaxias se alejan gradualmente unas de otras, no porque se desplacen “en” el espacio, sino porque el espacio-tiempo se expande, de la misma manera que dos puntos dibujados sobre una goma elástica se alejarían mutuamente si estiramos la goma. El alejamiento de las galaxias fue observado por primera vez en 1929 por el astrónomo Hubble y este hallazgo llevó a la conclusión de que la expansión del universo tuvo un punto de partida en que toda la materia y la energía que lo constituyen se encontraban concentradas en un punto. De ahí la actual idea del Big Bang como origen del universo que, extrapolando el ritmo al que éste se expande, se sitúa hace unos 13,8 billones de años.

Desde el inicio de los tiempos la observación del universo se ha llevado a cabo gracias a la propagación de ondas electromagnéticas. Durante muchos siglos el único instrumento de exploración fue la luz visible y muy recientemente el campo de observación se amplió a otras frecuencias del espectro de aquéllas.

Aun siendo elevadísima la velocidad de propagación de la radiación electromagnética, ésta no es infinita, por lo que las señales tardan un tiempo en llegar hasta nosotros. Por ejemplo, la luz de la luna tarda aproximadamente un segundo en llegarnos, y la del sol unos ocho minutos. Si de repente el sol se apagara, desde la Tierra seguiríamos viéndolo igual durante ocho minutos. Esa es la razón por la que suele decirse que “mirar al cielo es mirar al pasado”. Dada la inmensidad del universo, las distancias interestelares se miden en años luz, en referencia al tiempo – medido en años, miles de años o incluso millones de años – que emplean las radiaciones electromagnéticas en cubrir las extensiones que separan las estrellas. Por esa razón, mirar más lejos es también mirar más atrás.

Podría pensarse que para contemplar el Big Bang bastaría, por tanto, con enfocar nuestros telescopios a una distancia de 13,8 billones de años, pero eso sería demasiado fácil. Las predicciones teóricas indican que, tras el Big Bang, la materia del universo se encontraba en forma de una “sopa” abrasadora de partículas cuya altísima temperatura impedía a aquéllas adquirir ninguna estructura. Sólo cuando la temperatura descendió lo suficiente como para que los protones y los electrones pudieran formar átomos de hidrógeno fue posible la emisión de radiación. Los físicos denominan a ese acontecimiento “recombinación” y el mismo tuvo lugar unos 380.000 años después del Big Bang. Por lo tanto, la recombinación ha sido hasta ahora un muro infranqueable para la exploración, por medio de ondas electromagnéticas, de lo sucedido antes.

La realidad de la recombinación se ha verificado experimentalmente y la primera “luz” que bañó el universo, surgida en ese instante, es lo que se denomina “radiación de fondo del universo”, verdadero vestigio “fósil” de esa etapa temprana de su evolución. Más atrás en el tiempo era imposible observar hasta ahora.

Cobe

Ante ese muro inexpugnable, la detección de ondas gravitatorias, llevada a cabo por primera vez el 14 de septiembre de 2015 y anunciada el pasado 11 de febrero, reviste una importancia tan enorme desde el punto de vista científico porque ha proporcionado a la Humanidad un nuevo “sentido”.

La teoría general de la relatividad predijo hace exactamente cien años la existencia de ondas gravitatorias, aunque Einstein creyó que, al ser éstas tan débiles, jamás podrían ser observadas. Es una de las pocas cosas en las que un siglo de tecnología ha logrado quitar la razón al sabio.

Una onda gravitatoria es una perturbación del espacio-tiempo que se propaga por éste a la velocidad de la luz. Lo que se distorsiona es el “tejido” del espacio-tiempo en sí, no los objetos que están en él, de la misma manera que al tirar una piedra a un lago lo que oscila son zonas concéntricas, progresivamente alejadas, de la superficie del agua, no los átomos de las hojas que flotan en ella.

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Al modificar el espacio-tiempo, una onda gravitatoria modifica las dimensiones de los cuerpos que “flotan” en su malla en una medida inconcebiblemente pequeña durante el tiempo, también inconcebiblemente corto, que tarda la onda en atravesarlos.

El pasado 14 de septiembre, el hombre pudo medir por primera vez la deformación causada por las ondas gravitatorias procedentes del choque de dos agujeros negros. La proeza fue posible gracias al denominado observatorio LIGO, que es el instrumento de medida más preciso que se haya construido jamás, capaz de apreciar medidas del orden de la diezmilésima parte del diámetro de un átomo – http://www.ligo.org/sp/science/GW-Detecting.php -.

El análisis de las ondas gravitatorias nos permitirá traspasar la barrera de la recombinación y remontarnos al momento mismo de la aparición del universo, un universo que, según el modelo cosmológico que resulta de combinar la teoría especial de la relatividad con la teoría cuántica pudo surgir de la nada, conforme trata de sintetizar el Físico Laurence Krauss en el siguiente video (en inglés):

Me quedo con la cuestión que el científico y divulgador estadounidense plantea al comienzo de su intervención: “¿por qué hay algo en lugar de no haber nada?”. Según él, esta pregunta carece de sentido, ya que se hace desde el “por qué” y la cadena de “por qués” es ilimitada. La única pregunta que, como mucho, podemos contestar es “¿cómo hay algo en lugar de no haber nada?”, porque esta última “sólo” aspira a una descripción.

Y básicamente estoy de acuerdo con su planteamiento. Lo que pasa es que, desde mi punto de vista, en lugar de ufanarnos porque al fin la ciencia ha logrado descartar todo lo “inútil”, quizás ello tendría que hacernos aún más conscientes de la insuficiencia del conocimiento científico para nuestro desarrollo personal; y es que la ciencia puede alcanzarlo casi todo, menos el sentido de la existencia. De hecho, autores como el psiquiatra Víctor Frankl, que sobrevivió a los campos de concentración nazis, consideran que la necesidad de la búsqueda de sentido es una fuerza tan poderosa que es fácilmente capaz de ensombrecer a la libido freudiana en el desenvolvimiento del psiquismo humano.

Si un ser querido muere en un accidente, de poco nos sirve que un médico nos explique detalladamente cómo la energía absorbida por el cerebro en un impacto anula la funcionalidad de las neuronas y les impide mantener las actividades de los órganos vitales. Para muchos la pregunta de “por qué” nos suceden las cosas tiene una importancia infinitamente superior al “cómo”, aunque no tenga respuesta, o aunque la respuesta sólo sea capaz de dársela uno mismo tratando de decidir qué hace con lo que le sucede, cómo lo integra en su existencia para seguir viviendo una vida que compense el dolor que conlleva.

El logro histórico del observatorio LIGO me deja con el regusto de estas cuestiones. La Humanidad está en un punto donde ya puede tratar científicamente problemas antes reservados a los dominios de la religión y la metafísica; se pueden establecer modelos, hacer predicciones sobre los mismos que resultan empíricamente verificables y ahora estamos a las puertas de poder observar el “momento cero” del que venimos nosotros y todo lo que conocemos. En un estadio evolutivo en que el género humano ha sido capaz de alcanzar una cima intelectual, tecnológica y económica de esa naturaleza yo, al menos, no soy capaz de encontrar el sentido a cosas como esta:

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Desgraciadamente, la impresión que me produce este momento histórico es agridulce; cada uno de nuestros avances intelectuales o materiales parece implicar, como por acción y reacción, un paso atrás en la búsqueda de sentido.

No sé si cada hombre es como un pequeño faro capaz de contener todo el universo en su mente y de proyectar sobre él la luz mágica de la conciencia o si, parafraseando a Thomas Mann “el hombre es una enfermedad de la materia”. Supongo que esa pregunta y, en el fondo, esa ambivalencia, forman parte de la grandeza de ser persona. Con permiso, claro de economistas, ideólogos y religiosos integristas.

Quedémonos con una decidida nota positiva; como dice Laurence Krauss (v. video), hay motivos para creer en la humanidad: el descubrimiento del alejamiento de las galaxias hizo de Hubble un gran astrónomo, pero había empezado siendo abogado.

 

Fotos:

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Una frase:

"El tiempo es lo que impide que todo suceda de golpe."

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