«Las ondas gravitacionales son una puerta a lo desconocido»

Borja Sorazu, ex alumno de la UPV/EHU, ha participado en el descubrimiento que ha revolucionado el mundo de la ciencia

  • Entrevista

Fecha de primera publicación: 15/04/2016

El pasado 11 de febrero, el consorcio internacional del Observatorio de Ondas Gravitacionales por interferometria Laser(LIGO), formado por un millar de científicos de instituciones de dieciséis países, anunció un descubrimiento que ha supuesto un hito en la historia de la ciencia: la detección de las ondas gravitacionales que ya predijo Einstein hace 100 años. Borja Sorazu (Getxo, 1977), investigador del Instituto de Investigación Gravitacional de la Universidad de Glasgow y ex alumno de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU, ha formado parte de uno de los equipos experimentales que ha participado en este hallazgo, y ha venido al centro en el que se formó para contar su experiencia.

¿Cómo recuerdas el momento del descubrimiento? Supongo que sería un momento emocionante…
Aunque el anuncio público se hizo en febrero, la detección de las ondas gravitacionales tuvo lugar cinco meses antes, el 14 de septiembre. Ese día, tres minutos después de que  los  detectores  LIGO recibieran la señal, nuestros algoritmos de búsqueda de señales ya nos apuntaban que había una gran probabilidad de que fuese de origen astronómico. Sin embargo, durante varios días hubo mucha incertidumbre, ya que, por un lado estos impresionantes detectores son sensibles a muchos tipos de ruido y, por otro lado, existía la opción de que la señal hubiese sido inyectada intencionadamente y de forma oculta. Tardamos meses en cerciorarnos de que definitivamente habíamos detectado por primera vez ondas gravitacionales. Cinco meses después de esa primera detección y tras haber superado el peer review o revisión por pares y ser aceptado el artículo en el prestigioso journal PRL (Physical Review Letters) con las conclusiones del hallazgo, pudimos anunciarlo. Fue muy emocionante. Al ver a los responsables del proyecto decir lo que habíamos hecho y el gran interés que despertó la noticia a nivel mundial, fue entonces cuando me di cuenta de la trascendencia que tiene lo que hemos conseguido. El poder ser parte de todo esto es indescriptible.

¿Qué son las ondas gravitacionales?
Son las fluctuaciones que se producen en la curvatura del espacio-tiempo y que se propagan en forma de ondas que se alejan de su fuente. Concretamente, las ondas gravitacionales detectadas por el observatorio LIGO provenían de la energía emitida, equivalente a tres masas solares, durante la última fracción de segundo de la colisión de dos agujeros negros del tamaño del País Vasco que ocurrió a 1.300 millones de años luz de distancia del sistema solar. La existencia de este tipo de fenómenos físicos ya se recogían en las ecuaciones de la Teoría de la Relatividad General de Einstein, que sugería que debía haber energía que se propaga en forma de onda a través del espacio-tiempo. Es algo similar a lo que se produce cuando se lanza una piedra a un estanque, pero, en este caso, en vez de en el agua, las ondas se propagan en la estructura fundamental del Universo, que es una estructura de cuatro dimensiones donde el espacio y el tiempo están unificados.

Entrevista sobre la detección de ondas gravitacionales from UPV/EHU on Vimeo.

¿Por qué es tan importante este descubrimiento?
Por varias razones. Desde el punto de vista astrofísico, el descubrimiento es completamente novedoso; hemos aprendido muchísimo sobre agujeros negros y hemos extraído información de sus parámetros que no éramos capaces de hacerlo anteriormente de forma directa. Y esto nos va a dar ideas de cómo mejorar los modelos astronómicos y astrofísicos que tenemos actualmente. Desde el punto de vista de la física fundamental, por primera vez somos capaces de comprobar la Teoría de la Relatividad General en condiciones dinámicas de campos gravitatorios extremos, algo totalmente inaccesible en Tierra. Sometiendo las teorías aceptadas a condiciones nuevas es como se logra su evolución, es como se mejoran los modelos teóricos de que disponemos. Y, por otro lado, desde el punto de vista de lo que nos depara el futuro, a partir de ahora se abre una forma de observar el Universo que no teníamos hasta ahora. Solamente veíamos el Universo, y, por tanto, lo que nos rodea, por medio de ondas electromagnéticas. Es decir, por medio de la luz y del resto de su espectro de frecuencias. Pero, ahora, por primera vez somos capaces de ‘oir' el Universo de una forma totalmente distinta: por medio de ondas gravitacionales, que son generadas, a nuestro nivel de sensibilidad, por los eventos mas densos y energéticos del Universo, capaces de curvar el espacio-tiempo dinámicamente. Esperamos ver fuentes de las que no tenemos predicción o conocimiento alguno. Es una puerta a lo desconocido.

Por lo tanto, ¿podríamos decir que se abre una nueva era en la ciencia?
Absolutamente. Los sistemas que detectan las minúsculas perturbaciones causadas por las ondas gravitacionales son la vanguardia de la ciencia y la tecnología. Estos detectores son los instrumentos mas sensibles jamás construidos. Para superar los ruidos que limitan su sensibilidad requieren ciencia instrumental al borde de los limites fundamentales de la Física (ruido cuántico, térmico, sísmico, etcétera). Es una evolución sin precedentes en muchos campos de la ciencia y la tecnología. Todo esto nos permitirá mejorar lo que ya conocemos y poder ver cosas que ahora mismo no somos capaces de imaginar.

¿Qué pasará a partir de ahora?
La misión del proyecto LIGO no era únicamente detectar ondas gravitacionales, sino también convertirlos en observadores astrofísicos, que permitan crear una nueva astronomía, una nueva forma de mirar y aprender del Universo, a través de ondas gravitacionales, en vez de por medio de ondas electromagnéticas, como hasta ahora. El objetivo es crear observatorios de ondas gravitacionales que nos permitan hacer no solo una detección cada mucho tiempo, sino varias detecciones al día, y no solo que provengan de agujeros negros binarios sino también de otra multidiversidad de fuentes. Para ello, tenemos que mejorar la sensibilidad de la generación actual de detectores y avanzar la tecnología para crear la tercera generación de detectores mucho más sensibles.

Einstein predijo la existencia de las ondas gravitacionales hace 100 años. ¿Por qué se ha tardado tanto en demostrar su predicción?
La predicción de Einstein es una consecuencia directa de las ecuaciones de la Teoría de la Relatividad General. El propio Einstein se dio cuenta de que el nivel de la perturbación que se produciría por las fuentes mas violentas que entonces se conocían era minúscula, tan pequeña que sería imposible detectarlo por tecnología alguna. Han tenido que pasar cien años, pero hemos conseguido demostrar que sí somos capaces de desarrollar esa tecnología. Pero también es verdad que actualmente somos capaces de detectar objetos astronómicos que Einstein no sabía (o no creía) que existían, como son los agujeros negros. Por lo tanto, Einstein estaba equivocado, pero era debido a la limitación del conocimiento de su época.

¿Cuál ha sido tu contribución a este proyecto?
En el proyecto científico LIGO han colaborado muchas instituciones internacionales de 16 países que engloban a más de mil científicos e ingenieros. El grupo de investigación en el que yo trabajo, el Instituto de Investigación Gravitacional de la Universidad de Glasgow, forma parte de una colaboración europea entre Reino Unido y Alemania y supervisa y opera el observatorio GEO 600, que es uno de los tres detectores activos que forman la red de detectores del consorcio internacional LIGO. Nuestra contribución más importante a los detectores LIGO ha sido en el desarrollo de las suspensiones monolíticas de sílice fundido que suspenden los espejos primarios de los detectores. Estos son los espejos cuyo movimiento, debido a las ondas gravitacionales, es medido por los detectores de interferometria laser. Se trata de una estructura de cristal muy pura con muy baja disipación mecánica que en gran parte ha sido desarrollada en Glasgow. También trabajo en la caracterización de los detectores GEO 600 y LIGO y en técnicas avanzadas de interferometría para mejorar la sensibilidad de futuras generaciones de detectores.

¿Qué camino que has tenido que seguir para llegar desde la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU al Instituto de Investigación Gravitacional de la Universidad de Glasgow?
Tras finalizar mi doble licenciatura en Física e Ingeniería Electrónica en la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU, realicé en la Universidad de Strathclyde, en Glasgow, un doctorado en optoelectrónica, que consiste en la caracterización no invasiva de materiales y la detección y localización de daños, sin contacto con métodos ópticos, en estructuras mecánicas. Después, tuve la oportunidad de continuar con mi pasión, que es la física fundamental experimental, ya que me surgió la posibilidad de integrarme en el equipo de investigación del Instituto de Investigación Gravitacional de la Universidad de Glasgow. Y allí llevo diez años.