Todo aquello que pasa en el Universo, cada supernova, cada fusión entre las estrellas de neutrones o agujeros negros, incluso las estrellas de neutrones solitarias que giran a gran velocidad, podrían ser una fuente ondas gravitacionales. Estos acontecimientos masivos deberían producir ondas que podrían ser detectables para nosotros como discrepancias en lo que deberían ser señales cronometradas con precisión, tal como lo había predicho Albert Einstein décadas atrás.
Esta mezcla de señales se combina para formar un zumbido aleatorio o “estocástico” conocido como fondo de ondas gravitacionales, de hecho, posiblemente es una de las detecciones más buscadas en la astronomía de ondas gravitacionales.
Big Bang, el fondo cósmico de microondas (CMB)
Luego de que nuestro Universo comenzara a hacer tictac y el espacio empezara a enfriarse, la espuma burbujeante se congeló en una sopa opaca de partículas subatómicas en forma de plasma ionizado. Así cualquier radiación que emergiera de él se dispersaba, impidiendo que llegara lejos. No fue hasta que estas partículas subatómicas se recombinaron en átomos, que la luz puedo moverse por el Universo y a través de los eones, esto sucedió en una época que se conoce como la Época de Recombinación.
Luego del Big Bang, el primer destello de luz irrumpió a los 380 mil años, y a medida que el Universo crecía en los miles de millones de años que le siguieron, esta luz fue arrastrada a todos los rincones del cosmos, de hecho todavía hoy nos rodea. Esta radiación en muy débil pero detectable en longitudes de onda de microondas.
Las irregularidades de esta luz se denominan anisotropías y se dieron por pequeñas fluctuaciones de temperatura representadas por esa primera luz. Esta primera luz del Universo se conoce como la radiación de fondo de microondas (CMB), y es una de las únicas ondas que tenemos del estado del universo primitivo.
Búsqueda de ondas gravitacionales
Los científicos han estado estudiando los conjuntos de cronometraje de púlsares para buscar indicios del fondo de ondas gravitacionales. Los púlsares son restos de estrellas masivas que murieron en una supernova espectacular, dejando sólo un núcleo denso.
Cuando estos púlsares giran, los haces de emisión de radio de sus polos barren la Tierra, lo cual resulta útil para una serie de aplicaciones. Que un púlsar muestra ligeras incoherencias no significa mucho, pero que un grupo de pulsares muestre incoherencias de sincronización correlacionadas, podría ser indicativo de ondas gravitacionales producidas por la inspiración de agujeros negros superlativos.
Detección de ondas gravitacionales
La primera detección de ondas gravitacionales se produjo en 2015, cuando dos agujeros negros que colisionaron hace aproximadamente 1,400 millones de años enviaron ondas que se propagaban a la velocidad de la luz. En la tierra, estas expansiones y contracciones del espacio-tiempo activaron muy débilmente un instrumento diseñado que detecta eventos de este tipo.
Esta detección confirmó la existencia de los agujeros negros y una predicción hecha por la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein. Esto significó que el interferómetro de ondas gravitacionales, en la que los científicos llevaban años trabajando revolucionaría para siempre la compresión de los agujeros negros.
Estos interferómetros usan láseres que brillan en túneles especiales, y se ven afectados por el estiramiento y la comprensión del espacio-tiempo producidos por las ondas gravitacionales, generando un patrón de interferencia. Hasta la fecha se han detectado cerca de 100 eventos de ondas gravitacionales.
Los científicos piensan que se producen entre una fusión por minuto y varias por hora, y que la señal detectable de cada una, dura sólo una fracción de segundo. Estas señales individuales serían probablemente muy débiles para ser detectadas, pero se combinan para crear un ruido de fondo estático.
Qué pasará si logramos escuchar el pulso del Universo
Se piensa que el descubrimiento de las ondas gravitacionales ayudará a nuestra comprensión del Universo y su evolución, ya que la detección de un fondo estocástico de radiación gravitacional, puede llegar a proporcionar información sobre las poblaciones de fuentes astrofísicas y los procesos en el universo primitivo.
“La radiación electromagnética no proporciona una imagen del Universo anterior al momento de la última dispersión luego de 400 mil años del Big Bang. Las ondas gravitacionales, sin embargo, pueden darnos información hasta el inicio de la inflación, sólo entre 10 a 32 segundos después del Big Bang”, explicó Susan Scott, física teórica de la Universidad Nacional de Australia y del Centro de Excelencia ARC para el descubrimiento de las Ondas Gravitacionales.
