Recreación de las ondas gravitacionales de dos agujeros negros en órbita. Foto: K. Thorne (Caltech) y T. Carnahan (NASA)

José Manuel Sánchez Ron se hace eco del hito realizado por un equipo estadounidense en torno a las ondas gravitacionales. "Como los icebergs -explica el académico-, que muestran sólo la octava parte de su volumen, hay muchas otras cosas ocultas que merecen ser sacadas a la luz".

Es difícil que no estén enterados, tal fue la difusión que se dio al hecho de que el pasado 11 de febrero un representante del proyecto LIGO (Laser Interferometric Gravitational wave Observatories; esto es, Observatorios de Interferometría Láser para Ondas Gravitacionales) anunció que habían detectado ondas, o radiación, gravitacional una de las predicciones de la relatividad general, teoría que describe la interacción gravitacional y que Albert Einstein culminó en noviembre de 1915.

Inmediatamente y con justicia, se hizo hincapié en la dificultad de esta observación, que implica detectar distorsiones del tamaño de una pequeña fracción de un átomo, y se subrayó que a partir de ahora, y según fuese mejorando la tecnología y se estableciesen más observatorios, se abría una nueva ventana para contemplar el Universo, una situación comparable a la que tuvo lugar en la década de 1930, cuando, a partir de los experimentos pioneros de Karl Jansky, la radioastronomía (la astronomía basada en ondas radio, con longitud de onda en el rango de unos cuantos centímetros a unos metros) amplió radicalmente nuestro conocimiento del cosmos, hasta entonces dependiente únicamente del estrecho margen de longitudes de onda del espectro electromagnético que reconoce el ojo humano. Asimismo, no dejó de señalarse que las ondas detectadas procedían de un acontecimiento cósmico nunca antes detectado: la colisión de dos agujeros negros.

Todo esto son hechos, resultados de una de las muchas empresas científicas en curso, aunque ésta sea una de las más difíciles y de más larga tradición. Pero como los icebergs, que muestran sólo la octava parte de su volumen, hay muchas otras cosas ocultas que merecen ser sacadas a la luz en esta ocasión. La primera tiene que ver con la predicción teórica. Se resalta estos días que el resultado de LIGO constituye una nueva confirmación de la relatividad general. Y lo es. Pero si no se dice nada más, será difícil evitar pensar que la deducción de la existencia de radiación gravitacional a partir de la teoría einsteiniana fue, si no sencilla, sí más o menos directa. De hecho, se suele citar 1916 como la fecha de nacimiento de la predicción de la existencia de estas ondas, año en el que Einstein publicó un artículo en el que concluía que efectivamente existían. Sin embargo, aquel trabajo tenía las suficientes limitaciones como para que Einstein volviese al asunto años después. En 1936 preparó con un colaborador, Nathan Rosen, un manuscrito que titularon "¿Existen ondas gravitacionales?", en el que ahora llegaban a la conclusión de que no existían. No obstante, aquel trabajo contenía errores, y en la versión final publicada (en 1937) ya no se rechazaba la posibilidad de ondas gravitacionales. De todas maneras, Einstein cambió tantas veces de opinión sobre esta cuestión que es difícil estar seguro de cuál fue su posición final.

Ante la pregunta que seguramente se plantearan los profanos de que cómo es posible esto, hay que decir que la estructura de la relatividad general es compleja, siendo muy difícil determinar apartados como qué tipo de ondas serán, si existen, las gravitacionales, o cómo se define la "energía". Pero estas son cuestiones técnicas, que no puedo tratar aquí, lo que pretendo es, simplemente, señalar que no es posible reducir la historia de la deducción teórica de la existencia de radiación gravitacional en la relatividad general a un nombre (Einstein) y a un momento temprano (1916). El problema de si realmente existían las ondas gravitacionales se mantuvo durante décadas. Un avance sustancial se produjo cuarenta años después del mencionado artículo de Einstein y Rosen, y fue presentado en una conferencia que tuvo lugar en enero de 1957, en Chapel Hill (Carolina del Norte). Allí, Felix Pirani (al que, si se me permite este pequeño recuerdo personal, algo debo: veinte años más tarde sería uno de mis directores de tesis en Londres) dio un paso decisivo en el problema de cómo relacionar la medida de tales ondas con las ecuaciones relativistas. También habría que recordar, por sus notables contribuciones teóricas, a Hermann Bondi. Y en lo que se refiere a intentar detectar ondas gravitacionales, en lo que podríamos denominar la larga "etapa fundacional", que empezó en la década de 1960, un nombre sobresale por encima de todos: Joseph Weber (Universidad de Maryland). Nadie lo intentó con más empeño y durante tanto tiempo. De hecho, llegó a creer que había conseguido detectarlas, aunque no era cierto. Y cuando se compara su cilindro de aluminio, de un metro de diámetro y 3,5 toneladas de peso, al que acoplaba aparatos de cuarzo piezoeléctrico para detectar las posibles distorsiones que se produjesen en el cilindro cuando pasase una onda gravitacional, con los dos detectores de LIGO, cada uno de ocho kilómetros de longitud y separados por una distancia de 3.000 kilómetros, no podemos sino maravillarnos del entusiasmo e ingenuidad de Weber.

Así es la ciencia. Una tarea en la que, salvo excepciones, los problemas no suelen ser resueltos mediante el trabajo de un solo científico y en la que no faltan los errores. Una tarea, además, larga. Si se toma como referencia el artículo de 1916, se ha tardado un siglo en comprobar que existen las ondas gravitacionales. No creo que existan demasiados casos de tal longevidad. La demostración de la conjetura (teorema) que Fermat propuso en 1637 y que Andrew Wiles demostró en 1994 es, ciertamente, uno de ellos, mientras que la detección del celebrado bosón de Higgs llevó "sólo" 50 años. La búsqueda de radiación gravitacional ha sido tan larga que algunos de los que más contribuyeron a su éxito no lograron ver su final. Weber falleció en septiembre de 2000. Pirani el 31 de diciembre de 2015. Tuvo su confirmación a un paso (aunque acaso -lo dudo- le informaron de la observación en sí, que se produjo el 14 de septiembre).

La detección de las ondas gravitacionales muestra también una de las características de la denominada Big Science: el artículo que se ha publicado en Physical Review Letters ("Observación de ondas gravitacionales procedentes de la fusión de un agujero negro binario") coincidiendo con el anuncio del día 11, está firmado por (si no me equivoqué en la cuenta) 1.036 autores, procedentes de 133 instituciones (de sus 16 páginas, 6 están dedicadas a la lista de esos autores e instituciones). A la vista de esto, si el resultado merece -y lo merece- un Premio Nobel, ¿a quién, o a quiénes, se debe otorgar? Mi pronóstico es que lo recibirán: Kip Thorne, del California Institute of Technology (Caltech), quien además de ser uno de los que hicieron posible el establecimiento de LIGO en 1992, ha realizado importantes contribuciones a la física de los agujeros negros (es también uno de los firmantes del artículo), compartiéndolo con Rai Weiss, del Massachusetts Institute of Technology (institución que junto a Caltech controla LIGO), de quien Thorne ha manifestado que es "el principal inventor de los interferómetros de LIGO" y "el líder intelectual de este esfuerzo durante 45 años"; a los que podría unirse Stephen Hawking que, aunque no ha tenido que ver con este hallazgo, es el representante y promotor más conspicuo de la física de los agujeros negros, entidades astrofísicas cuya realidad han confirmado las ondas gravitacionales ahora detectadas.