Premio Nobel de Física 2017

Premio Nobel de Física 2017

               

Los científicos Rainer Weiss, Barry C. Barish y Kip S. Thorne fueron galardonados este martes con el premio Nobel de Física 2017 por su "decisiva contribución al detector LIGO y la observación de las ondas gravitacionales", anunció hoy la Real Academia Sueca de las Ciencias.

El mismo equipo ganó con el proyecto este año también el premio Princesa de Asturias de Investigación. 

Los tres galardonados, explica el fallo, han contribuido "con su entusiasmo y determinación" de forma "inestimable" a poner en marcha el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO), la iniciativa que detectó por primera vez esas ondas.

Tras "cuatro décadas de esfuerzos", este proyecto -en el que colaboran más de mil científicos de distintos países- fue el que detectó por primera vez el 14 de septiembre de 2015 este fenómeno cósmico que Albert Einstein había predicho un siglo antes en su Teoría General de la Relatividad.

Esa vibración, que llegó a la Tierra de forma "extremadamente débil", provenía de la colisión de dos agujeros negros, sucedida hace 1.300 millones de años, explica el jurado. 

Su medición "es ya una prometedora revolución en la astrofísica", argumenta el comunicado de prensa de la academia. Weiss recibirá la mitad del premio en metálico de este Nobel y sus dos colegas compartirán el resto.

Weiss, Thorne y Barsih trabajan en la Colaboración Científica LIGO y VIRGO, que une a los detectores del LIGO localizados en Livingston (Louisiana) y Hanford (Washington) y el detector franco-italiano VIRGO, localizado cerca de Pisa (Italia) 

Rainer Weiss, que nació en Berlín en 1932, ejerce en el Instituto de Tecnológico de Massachusetts (MIT); mientras que Barry Barish, nacido en Omaha (Estados Unidos) en 1936, trabaja en el Instituto de Tecnología de California (Caltech) junto a su colega Kip S. Thorpe, nacido en Logan (Estados Unidos) en 1949. 

El año pasado, la Real Academia Sueca de las Ciencias distinguió con el Nobel de Física a los británicos David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz, por descubrir estados poco usuales de la materia que abrieron la vía al desarrollo de materiales innovadores. 

La dotación del premio es de 9 millones de coronas suecas (943.784 euros), después de que este año la Fundación aumentara el monto de las distinciones Nobel por primera vez en cinco años

Ondas Gravitacionales

En la Teoría de la relatividad, Einstein demuestra que el espacio y el tiempo no son independientes, sino que constituyen un ente único denominado espacio-tiempo. Si lo imaginamos como una membrana elástica plana bidimensional, vemos que, en presencia de una masa, el espacio-tiempo se "deforma", como lo haría una membrana normal bajo el peso de una bola de billar.

Cualquier otro objeto con masa nota esa deformación, y se ve obligado a seguir trayectorias diferentes a las que seguiría si la membrana no estuviese deformada. El efecto o consecuencia de esa geometría curva del espacio-tiempo es la gravedad, y así es como la relatividad consigue explicar la famosa gravitación universal descubierta por Newton.

               

¿Que son las ondas gravitacionales?

Los cuerpos masivos acelerados producen fluctuaciones en el tejido espacio-tiempo que se propagan como una onda por todo el Universo. Estas son las ondas gravitatorias o gravitacionales previstas por Einstein y ahora descubiertas.

            

Sólo los sucesos excepcionales en objetos con masas enormes, como estrellas de neutrones, estallidos de rayos gamma o agujeros negros, pueden producir ondas con la suficiente energía como para ser detectadas; sucesos tan potentes como la explosión de una supernova gigante o la fusión de dos agujeros negros.

Las ondas gravitatorias acortan el espacio-tiempo en una dirección, lo alargan en la otra, y se propagan a la velocidad de la luz. Nada las detiene o refleja; por eso, a diferencia de la luz y otras ondas electromagnéticas, apenas importa cuantos objetos encuentren a su paso hasta llegar a la Tierra.

¿Por qué son importantes? Algunos sucesos del Universo resultan muy difíciles de detectar de forma directa. Por ejemplo, observar agujeros negros, que no emiten luz. Sin embargo, sí pueden emitir ondas gravitatorias en ocasiones, como cuando dos de ellos chocan y se fusionan. Esto es lo que ocurrió la primera vez que se detectaron ondas gravitacionales. Puede que incluso nos expliquen qué pasó en el primer segundo del Universo, justo después del Big Bang. Se espera que este descubrimiento ayude a comprender algunas de las grandes incógnitas que todavía tienen planteadas la física y la astronomía.

¿Cómo se detectan?

El Observatorio Avanzado de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales, conocido como LIGO, constaba en 2015 de dos detectores separados por 3.000 kilómetros, en los estados norteamericanos de Washington y Luisiana. Cada detector estaba formado por dos haces de luz láser de cuatro kilómetros de longitud, dispuestos en ángulo recto. Al producirse una onda gravitacional, uno de estos haces de luz se alarga mientras el otro se acorta. LIGO puede detectar diferencias de una diezmilésima parte del diámetro de un núcleo atómico.

         

La primera señal se captó el 14 de septiembre en los dos detectores a la vez. Provenía de una fusión ocurrida a 1.300 millones de años-luz y que consistió en el choque de dos agujeros negros cuya masa era de 29 y 36 veces la del Sol. Los dos agujeros se fundieron en uno, liberando una energía equivalente a tres masas solares, que salió despedida en forma de ondas gravitacionales. Al llegar esas ondas hasta nosotros, 1.300 millones de años después, produjeron una ligerísima perturbación del espacio-tiempo, imperceptible para todo el mundo, pero suficiente para la altísima sensibilidad de LIGO.

Los científicos Rainer Weiss, Barry Barish y Kip Thorne han ganado el Premio Nobel de Física 2017 por su trabajo en LIGO, el detector de ondas gravitacionales. El jurado ha reconocido a los científicos por un descubrimiento que sacudió al mundo. Los tres físicos estadounidenses también recibieron el Premio Princesa de Asturias por su trabajo decisivo al captar este fenómeno con el Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales.