¿Cómo explicar a mis alumnos las ondas gravitacionales detectadas?

LIGO (Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)

LIGO (Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)

¿Cómo explicar a mis alumnos las ondas gravitacionales detectadas?

El pasado 11 de febrero de 2016 se anunció una de las noticias científicas más esperadas de los últimos años: la detección directa de ondas gravitacionales procedentes del espacio mediante unos detectores conocidos como LIGO. Por supuesto, como profe de Ciencias, tocaba al día siguiente explicar a los alumnos qué es eso de las ondas gravitanosequé. Todo un reto ante estos preguntones que cada día nos devoran con sus inquietudes. Como ayuda, aquí te voy a mostrar algunos enlaces donde encontrar información y herramientas para comprenderlo todo mejor.

Lo primero que hay que aclarar es qué son las ondas gravitacionales, las cuales no se han descubierto ahora, sino que “sólo” han sido detectadas. Fue Albert Einstein en 1916 (hace ahora unos 100 años) cuando, a través de su Teoría de la Relatividad General, demostraba que las grandes masas son capaces de producir modificaciones en el espacio y el tiempo. Es decir, el espacio se comportaba como una gran cama elástica y las masas deformaban ese tejido “hundiéndolo”, haciendo que los objetos cercanos a éstas “cayeran” y fueran atraídos hacia esas masas. Así es como actuaría la fuerza de la gravedad. Pensad qué efecto produciría una bola de jugar a los bolos en una cama elástica; más o menos lo que aparece en la imagen siguiente.

Relatividad General

Deformación del espacio debido a la masa de un objeto

Por tanto, cuando en el Universo interaccionan objetos con masas increíblemente grandes, como la de las estrellas o la de los agujeros negros, se producen oscilaciones en el tejido espacial que podríamos detectar; del mismo modo que una piedra al caer sobre un estanque de agua, provoca ondas en el tejido del líquido que se transmiten en todas las direcciones y que podrían hacer oscilar un barquito de papel situado a varios metros de distancia sobre el agua.

Las ondas gravitacionales fueron detectadas el 14 de septiembre de 2015 simultáneamente en dos instalaciones situadas en regiones opestas de los Estados Unidos: Hanford (estado de Washington) y Livingston (estado de Luisiana). Estos detectores conocidos como LIGO (Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) consisten básicamente en dos brazos de 4 kilómetros de longitud, colocados en forma de L, por donde se hace pasar un láser que se reflejerá en un espejo colocado al final de cada brazo. La información recogida permite medir la distancia que hay hasta cada espejo, de forma que, si una onda gravitacional alcanza nuestro planeta, estos aparatos detectarían una variación en esa distancia.

Imagen de los detectores LIGO

Imagen de los detectores LIGO

Lo curioso es que ha sido necesario que dos agujeros negros, con masas hasta 30 veces la del Sol, se fusionaran para que los detectores LIGO midieran una variación de los espejos de una diezmilésima parte de un protón. Vamos, que no digas ahora que tú también lo notaste…

Black Holes 2

Representación de los dos agujeros negros que originaron las ondas detectadas

Black Holes

Representación de las ondas gravitacionales

En el siguiente video se puede ver una de las mejores explicaciones que he encontrado sobre el descubrimiento. Está en inglés, aunque todo el mundo puede entenderlo gracias a los subtítulos.

En cualquier caso, aunque más o menos podamos explicarles a nuestros alumnos qué son estas ondas, lo que no podemos olvidar es que se van a preguntar “bueno, ¿y eso al final para qué sirve?”. Pues conseguir detectar estas ondas que recorren nuestro Universo nos va a proporcionar una cantidad de información que antes no podíamos conocer. Hasta ahora, todo lo que sabemos del Universo es gracias a la luz que nos llega, es decir, debido a la radiación que emiten o reflejan los cuerpos celestes. Estas oscilaciones, que no son absorbidas ni reflejas por la materia, permiten obtener información de objetos que no emiten luz, como los agujeros negros, la tan desconocida materia oscura o, incluso, conocer algo más sobre el instante exacto en el que se originó el Universo, el Big Bang, ya que durante los primeros cientos de millones de años de vida del Universo, éste no emitía luz.

Os dejo algunos enlaces que he considerado interesantes y a partir de los cuales he basado toda esta información.

La humanidad estrena “ojos” para ver un nuevo universo (Antonio Martínez Ron)
El nacimiento de la astronomía de ondas gravitacionales (Daniel Marín)
¿Para qué sirve la observación directa de ondas gravitacionales? (Francis R. Villatoro)

Alberto Alonso Illana. Colegio de Linares.

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