El observatorio Ligo, que permitió la primera observación directa de las ondas gravitacionales, es el mayor detector en el mundo para este fin y es capaz de efectuar uno de los experimentos científicos más complejos de la actualidad. (Lea también: Por primera vez, detectan ondas gravitacionales que predijo Einstein)
Está compuesto por dos interferómetros gigantes de láser, que permiten mediciones extremadamente precisas de las interferencias de ondas. Estos dos aparatos, de unos cuatro kilómetros de largo, están separados por 3.000 kilómetros: uno está en Livingston (Luisiana) y el otro en Hanford (Washington). (Además, lea: Cinco datos para entender qué son las ondas gravitacionales)
Vista aérea del Observatorio en Hanford (Washington), que deja ver los brazos del interferómetro, de 4 km. Foto: Caltech/MIT/LIGO Lab |
Para localizar las ondas gravitacionales, estos aparatos utilizan las propiedades físicas de la luz y del espacio. El equipo de científicos a cargo de Ligo trabaja en estrecha colaboración con los investigadores del detector franco-italiano Virgo, situado cerca de Pisa (Italia), y que deberá estar plenamente operacional a fines de este año.
Un interferómetro como los de Ligo o el proyecto Virgo se compone de dos largos brazos perpendiculares: los de Ligo tienen cuatro kilómetros y los de Virgo tres. En cada brazo circula un haz de láser que se refleja en espejos situados en cada extremidad.
Cuando una onda gravitacional llega, el estiramiento y la compresión del espacio resulta en un estiramiento o compresión de los brazos del interferómetro. Así, cuando un brazo se estira, el otro se comprime, y viceversa.
Como la longitud de los brazos del interferómetro varía casi imperceptiblemente, el tiempo requerido por el haz de láser para recorrer la distancia es medido a la salida del instrumento. De acuerdo con los científicos, la onda gravitacional detectada directamente por Ligo el 14 de septiembre pasado produjo una diferencia del orden de un cien-millonésimo del tamaño de un átomo.
Imagen del área de láser y de equipos en el detector Ligo de Hanford. Foto: Caltech/MIT/LIGO Lab |
Para una observación de esta naturaleza, los detectores deben combinar una extrema sensibilidad con una enorme capacidad de identificar las múltiples señales sonoras, como el ruido de los propios instrumentos y del ambiente, y distinguir esta cacofonía con la característica única de una onda gravitacional.
Por eso, los equipos de Ligo y Virgo realizaron incontables pruebas, independientes y exhaustivas, que han permitido concluir con alto grado de certeza que el fenómeno detectado el 14 de septiembre fue una onda gravitacional.
Las señales registradas en Hanford y Livingston fueron suficientemente poderosas para destacarse claramente por encima del nivel de ruido de fondo cuando se produjo la detección. Científicos compararon este momento a una carcajada que se escucha con claridad en un ambiente lleno de gente conversando.
Los científicos de Ligo realizaron un análisis estadístico de estos ruidos registrados durante 16 días en el mes siguiente a la detección en que los dos interferómetros funcionaron de manera estable. Así, determinaron que la señal de la onda gravitacional fue la más claramente observada por los dos detectores en todo ese periodo. Para estos expertos, la probabilidad de que una fluctuación fortuita que se produzca de forma simultánea a la detección de la onda gravitacional era inferior a 1 en 200.000 años de datos.
Por ello, concluyeron que la detección directa del 14 de septiembre es muy real. Publicado en la revista especializada ‘Physical Reviews Letter’, este descubrimiento está firmado por científicos de Ligo y de Virgo. Además, contribuyeron más de mil autores que representan a 133 instituciones.
AFP