El físico David Reitze junto a dos agujeros negros.

El físico David Reitze junto a dos agujeros negros. Fundación BBVA

Investigación Ondas Gravitacionales

David Reitze: "Los agujeros negros son muy simples, ¡son puro espacio-tiempo!"

Este físico es director ejecutivo del experimento LIGO, los autores de la detección de ondas gravitacionales, que es probablemente el mayor hallazgo científico de 2016.

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Este 2016 ha deparado muchos importantes descubrimientos para la ciencia: secuenciadores portátiles de ADN, inteligencia artificial, vacunas potenciales contra el zika, cohetes que aterrizan de pie... pero la gran duda acerca del hallazgo científico del año, que en unos días anunciará la revista Science, no es si ganará uno u otro de estos avances, sino si se confirmará lo que todo el mundo piensa: que la distinción será para las ondas gravitacionales.

La detección de estas esquivas ondas en febrero confirmó la teoría de la relatividad general de Einstein 100 años más tarde y abrió una nueva puerta para el estudio del universo que dará muchas satisfacciones a los físicos a partir de ahora. Todo ello se logró gracias al experimento Advanced LIGO, gestionado a medias por los institutos de tecnología de Massachussets (MIT) y California (Caltech). Este sistema, formado por dos detectores situados a 3.500 kilómetros de distancia (en los estados de Washington y Louisiana) es capaz de medir un desplazamiento -causado por estas ondas- menor que la diezmilésima parte del diámetro del núcleo de un átomo. A cargo del detector más sensible de la historia de la humanidad está David Reitze, que esta semana ha pasado por la Fundación BBVA para hablar de la bendita locura que han sido estos últimos meses y lo que nos espera para el futuro próximo.

Tras anunciar la detección de estas ondas en el espacio-tiempo, apagaron los detectores del LIGO durante todo 2016 para actualizarlos y mejorarlos. Concretamente, ¿qué han estado haciendo?

Tuvimos dos detecciones confirmadas, una el 14 de septiembre de 2015, que es prácticamente cuando pusimos en marcha el experimento, y otra el 26 de diciembre. Entre medias, en octubre, tuvimos otra, pero no la llamamos detección, porque estadísticamente no era una señal tan fiable, pero probablemente era otra fusión de agujeros negros binarios. Así que en enero de este año paramos y el 30 de noviembre volvimos a activar los detectores. Estos interferómetros son instrumentos muy delicados, y en estos meses hemos estado mejorando la sensibilidad del interferómetro y su robustez.

Es decir, su capacidad de distinguir la señal del ruido.

Estos interferómetros dependen de láser, y de las señales que recogemos de su longitud de onda para medir la posición de los espejos en los que se reflejan, por tanto tenemos que mantener los espejos muy bien posicionados, cualquier tipo de perturbación afecta. Por ejemplo, un terremoto en mitad del Pacífico o en la costa de Chile tiene la suficiente energía como para propagar ondas sísmicas hasta nuestros detectores. Y hay muchas otras fuentes de ruido, así que tratamos de comprender estas perturbaciones. Hemos hecho muchas mejoras, por ejemplo a veces lleva mucho tiempo tener estos interferómetros a punto, incluso 10 o 12 horas. Ahora, además, son entre un 10 y un 20% más sensibles que el año pasado, depende del día.

¿La sensibilidad del aparato depende del día?

En un día cualquiera, pongamos en Hanford, que está en una planicie en mitad del estado de Washington donde suele haber bastante viento, que puede llegar a 40-50 kilómetros por hora. Este viento choca contra las paredes del edificio y las dobla, sólo un poquito, es imperceptible para nosotros pero afecta al interferómetro. Por ello, los aparatos están en otro bloque de hormigón independiente, y aún así, a veces hay acoplamientos a causa del viento.

Los dos detectores del LIGO.

Los dos detectores del LIGO. Caltech

En Luisiana, que está cerca del golfo de México, a veces hay tormentas, y cuando el mar golpea a la costa también genera ondas que afectan a los interferómetros. Cada entorno es único, y tienes que tomar medidas para comprender qué partes del medio están afectando a los registros.

Los dos detectores que están en Hanford, Washington y Livingston, Luisiana, ¿son exactamente idénticos o hay alguna diferencia entre ellos?

Son idénticos en términos de equipamiento, de hecho los observatorios son iguales y a veces la gente se confunde porque los edificios son iguales. La única diferencia es que Hanford tiene un mayor sistema de vacío, pero bueno, los interferómetros son idénticos, lo único que cambia levemente son los sistemas locales de control, en particular porque el entorno sísmico es diferente.

Entonces, ¿qué espera que ocurra en esta segunda etapa del LIGO, con los detectores actualizados?

Esperamos que ocurran dos cosas. Primero que seamos capaces de ver más de estos sistemas de dos agujeros negros y quizá otras fuentes nuevas, como estrellas de neutrones, pero no hay garantía de esto. Y luego hay otro detector que está en construcción en Italia, el Virgo, y esperamos que sea conectado en la primavera de 2017 para trabajar con ellos.

El físico estadounidense, en su visita a Madrid.

El físico estadounidense, en su visita a Madrid. FBBVA

Para detectar las ondas gravitacionales hizo falta que dos agujeros negros se fundieran en la otra punta del universo y generaran una energía escalofriante. ¿Cree que seremos capaces de hacer lo mismo en el futuro pero con eventos más modestos?

Es difícil concebir, al menos con instrumentos situados a nivel de suelo, que seamos capaces de conseguir un aparato más de diez veces más sensible que éste. Espero que en el futuro podamos ver más eventos como el primero que vimos, donde la señal era muy clara. Cuando hablamos de otros detectores que estarán en el espacio, como LISA, que despegará entre 2030 y 2040, sí podremos obtener una sensibilidad mayor.

¿Y en qué repercutirá en sus investigaciones?

Por ejemplo, estos agujeros negros que nosotros hemos visto, LISA los verá años antes de que nosotros los detectemos, y estudiando sus dinámicas orbitales serán capaces de predecir el momento exacto en que nosotros los veremos colapsar. Y dirán a LIGO: "En cuatro años, cinco días, 25 minutos y 32 segundos veréis este agujero negro en particular".

Mientras tanto, en el corto plazo, los físicos podrán usar sus descubrimientos para estudiar el universo de una nueva forma, dado que hasta ahora sólo podíamos detectar aquello que emitía luz o radiación.

Lo que creo que dará más frutos en los próximos dos o tres años es el estudio de las estrellas de neutrones binarias. Cuando una estrella explota formado una supernova, en función de su tamaño puede acabar formando una estrella de neutrones o un agujero negro. Las estrellas de neutrones son objetos ultradensos, extraordinariamente compactos porque aunque tengan 1,5 veces la masa de la estrella, su diámetro es de apenas 30 kilómetros. Se forman en sistemas binarios, de dos en dos, y acaban colisionando, aunque de forma distinta a los agujeros negros. Los agujeros negros son muy simples, son puro espacio-tiempo. Las estrellas de neutrones son mucho más complicadas, y al colisionar emiten ondas gravitacionales, luz, rayos gamma... ahora vamos a ser capaces de obtener una imagen muy completa de ese cataclismo.

Oiga, ¿cuál cree que será el hallazgo científico del año 2016? Es decir, si no pudiera votar por su propio descubrimiento, ¿por cuál se decantaría?

El tema con los descubrimientos científicos es que son muy discontinuos por definición. Nosotros hicimos esto y ¡boom!, de repente éramos famosos porque habíamos comprobado lo de Einstein tras un siglo. Y trabajamos muy duro durante mucho tiempo. Creo que se ha hecho muchísima buena ciencia, básicamente en biología, por ejemplo la técnica CRISPR para manipular el ADN, tendrá implicaciones muy profundas para la medicina. Es difícil decir uno. Robots basados en fabricación aditiva -impresión 3D a nivel industrial- que se reproduzcan a sí mismos y empiecen a construir un avión en menos de una semana. Hay muchísima ciencia fantástica ahora mismo en el mundo y LIGO es sólo una parte más.