La Habana, Cuba. – En física una onda gravitatoria es una perturbación del espacio-tiempo producida por un cuerpo masivo acelerado. La existencia de ese tipo de onda, que consiste en la propagación de una perturbación gravitatoria en el espacio-tiempo y que se transmite a la velocidad de la luz, fue predicha por Einstein en su teoría de la relatividad general. La primera observación directa de las ondas gravitatorias se logró el 14 de septiembre de 2015; los autores de la detección fueron los científicos del experimento LIGO que, tras un análisis minucioso de los resultados, anunciaron el descubrimiento al público el 11 de febrero de 2016, cien años después de que Einstein predijera la existencia de las ondas. La detección de ondas gravitatorias constituye una nueva e importante validación de la teoría de la relatividad general.

Antes de su descubrimiento solo se conocían pruebas indirectas de ellas, como el decaimiento del período orbital observado en un púlsar binario. En marzo de 2014, el experimento BICEP2 anunció la detección de modos-B en la polarización del fondo cósmico de microondas, lo que sugería una prueba indirecta de ondas gravitatorias primordiales. Los estudios combinados con el telescopio PLANCK revelaron que los resultados de BICEPS2 podían ser explicados por la interferencia del polvo cósmico por lo que fueron dejados de lado a falta de más evidencias. Las ondas gravitatorias constituyen fluctuaciones generadas en la curvatura del espacio-tiempo que se propagan como ondas a la velocidad de la luz. La radiación gravitatoria se genera cuando dichas ondas son emitidas por ciertos objetos o por sistemas de objetos que gravitan entre sí.

La relatividad general es una teoría de la gravedad que resulta compatible con la relatividad especial en muchos aspectos y, en particular, con el principio de que nada viaja más rápido que la luz. Eso significa que los cambios en el campo gravitatorio no pueden ocurrir en todas partes instantáneamente: deben propagarse. En la relatividad general se propagan a exactamente la misma velocidad que las ondas electromagnéticas por el vacío: a la velocidad de la luz. A esos cambios que se propagan se les llama ondas gravitatorias.

La historia de la detección de ondas gravitatorias se inició en la década de 1960 con J. Webber en la Universidad de Maryland, donde se construyó el primer detector de barras: era un cilindro masivo de aluminio (aproximadamente 2103 kilogramos) que funcionaba a temperatura ambiente (300 grados Kelvin) con una frecuencia de resonancia de aproximadamente 1600 Hz. Ese primer prototipo tenía una sensibilidad moderada de alrededor 10-13 metros o 10-14 metros. A pesar de esa baja sensibilidad, a finales de 1960 Webber anunció la detección de una población de eventos coincidentes entre dos barras similares a una tasa mucho más alta de lo esperado si la fuente fuera el ruido instrumental. Esa noticia estimuló a otros grupos en Glasgow, Múnich, París, Roma, los Laboratorios Bell, Stanford, Rochester, LSU, MIT, Beijing y Tokio para construir y desarrollar detectores de barras para comprobar los resultados de Weber. Desgraciadamente, para Webber y para la idea de que las ondas gravitatorias eran fáciles de detectar, ninguno de los otros grupos confirmó las observaciones, que nunca se pudieron explicar. Sin embargo, la falta de confirmación no supuso evidencia contraria a la existencia de las ondas gravitatorias, ya que los cálculos teóricos pronosticaban que las señales serían demasiado débiles para que se pudieran observar con esos detectores.

Desde 1980 hasta 1994, el desarrollo de detectores tomó dos direcciones diferentes:

• Detectores de barras criogénicas, desarrollado principalmente en Roma / Frascati, Stanford, LSU y Perth (Australia). El mejor de esos detectores alcanza una sensibilidad de 10-19.
• El interferómetro, desarrollado en el MIT, Garching, Glasgow, Caltech y Tokio. La sensibilidad típica de estos prototipos era de 10-18 metros, la milésima parte del tamaño de un protón. El experimento de Glasgow/Garching en 1989 fue el primero realizado con esos detectores.

En marzo de 2014, astrónomos del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsoniano (CFA) anunciaron la detección por primera vez de ondas gravitatorias durante el período explosivo de crecimiento del universo llamado inflación. Los hallazgos fueron realizados con la ayuda del BICEP2, un telescopio situado en el Polo Sur, durante experimentos llevados a cabo desde 2006 que buscaban anomalías en la polarización de la radiación de fondo de microondas. Sin embargo, más adelante, otros grupos señalaron la presencia de unos artefactos experimentales que podrían afectar a las observaciones.

El 11 de enero de 2016, aparecieron rumores de una detección directa realizada en el LIGO. Un mes después de la filtración, la detección fue confirmada por investigadores del LIGO, el 11 de febrero de 2016. Esas ondas gravitatorias fueron observadas por primera vez el 14 de septiembre de 2015, a las 5:51 a.m. ET por ambos detectores LIGO, asignándole el nombre GW150914 (GW, por onda gravitatoria, seguido del año, del mes y del día). La fuente de emisión de GW150914 se identificó como la fusión en un agujero negro de un sistema binario de agujeros negros que tuvo lugar hace 1300 millones de años, a diferencia de las detecciones pasadas que fueron indirectas esta es la primera vez que se confirma la detección directa de ondas gravitatoria.