lunes, 17 de septiembre de 2018

¿Destinatario Equivocado?


Tal vez recordaréis que en una ocasión os hablé de los distintos métodos que utilizo para publicitar el blog y para recibir así más visitas y comentarios. Os comenté que una de las cosas que he hecho es confeccionar varias listas de direcciones de e-mail de amigos y conocidos aficionados a distintos temas (Cine, Música, Fotografía, Ciencia, Historia…), y que cuando pienso que me ha salido una entrada interesante con una temática claramente marcada mando un breve mensaje al grupo correspondiente (en realidad a mí mismo, y a los demás con copia oculta), por si les interesa leerla pero no tienen mucho tiempo de visitar el blog por cuenta propia. Sin embargo, de un tiempo a esta parte me ha dado por pensar que tal vez me estoy equivocando de estrategia…




Por ejemplo, muchas de las entradas de La Belleza y el Tiempo tienen que ver con el Cine, tema en el que me encuentro bastante cómodo, pero por mucho que sepas de algo siempre hay gente que sabe más que tú, y yo siempre he intentado rodearme de los mejores en todos los campos… De modo que alguno de los compañeros que conocí en el Aula de Cine, tras recibir el aviso y leer la entrada, tal vez pensará que mis razonamientos están sesgados o son incompletos, porque recuerda ejemplos de películas pioneras de la época clásica, o de cinematografías menos conocidas como la alemana o la iraní, que a mí se me escapan por completo… Y aunque tengo bastante facilidad para elegir los temas o encontrar el mejor encuadre para mis fotos, a mis amigas fotógrafas profesionales seguramente se les ocurrirán muchas cosas que se podrían haber hecho para mejorarlas, en relación con la profundidad de foco, la velocidad de obturación, el uso del blanco y negro y otros mil trucos a los que no recurro por pura comodidad (llámalo comodidad, llámalo vagancia).

También me lo pienso dos veces antes de dirigir hacia mis selecciones musicales a amigos que han tocado en un grupo toda su vida: esta gente dedica mucho más tiempo que yo a escuchar Música, teniendo por tanto una cultura más amplia al respecto, de forma que algunos de mis gustos les pueden parecer algo comerciales o cortos de miras. Y aunque no hable sobre política muy a menudo, las veces que me animo y hago un mailing a la gente que conocí en la época del 15M soy consciente de que sin duda controlan más que yo del tema y están más al tanto de la situación actual, así que no sé si la lectura en cuestión les resultará útil para algo.

Me da corte por ejemplo escribir una entrada múltiple sobre las distintas murallas que ha tenido Valencia a lo largo de la Historia y luego mandar un aviso, entre otras, a varias personas que son guías turísticos profesionales de la ciudad; o avisar de mis entradas sobre el Método Científico a gente del mundillo escéptico, universitario o investigador que saben más que yo al respecto… En todos estos casos es muy probable que mis amigos hayan detectado alguna que otra inexactitud en los textos pero no se hayan atrevido a decírmelo en los comentarios para no hacerme quedar mal… Y mira que yo en los propios mailings insisto en que las críticas, siempre y cuando se hagan de forma constructiva, también son bien recibidas en el blog; así corrijo mis errores y aprendo datos que antes desconocía.




Como decía antes, tal vez mi planteamiento respecto a las listas de e-mails esté totalmente equivocado… En estos últimos años os he ido hablando en el blog de mis pros y mis contras en el terreno intelectual: os he contado que, si bien soy muy desmemoriado para según qué cosas a la par que algo obsesivo con el orden y poco amigo de los cambios, también soy bastante inteligente en los distintos sentidos del término. Y del mismo modo que mis hipotéticas puntuaciones en los diferentes tipos de inteligencia estarían bastante repartidas y serían relativamente altas, algo parecido ocurre con mi nivel de Conocimiento en los distintos campos del Saber: es lo que llamábamos ser aprendiz de todo pero maestro de nada.

En esta sociedad actual en la que se suele premiar la hiperespecialización por encima del Conocimiento generalista, a mí me gusta darle la vuelta al refrán y pensar más en lo que tiene de bueno abarcar mucho que en lo que tiene de malo apretar poco. Aunque no sea un experto en ningún tema en particular, mi ventaja está en que sé un poco de todo y soy capaz de relacionar unos temas con otros, encontrando así ciertos patrones comunes que me ayudan a descubrir lo que es verdaderamente importante y a ver las cosas más claras en mi Vida… Y creo que otro de mis puntos fuertes radica en que soy capaz de explicar los conceptos de una manera sencilla y didáctica, sin dar ninguna idea importante por supuesta y tratando conscientemente de evitar el uso de jerga que pudiera no entenderse fuera de ese ámbito concreto del Conocimiento, para que disfruten las entradas tanto los que están metidos en el tema como aquellos de fuera a los que les apetezca aprender más… De hecho, algunos de los elogios más efusivos que recuerdo provenían de amistades que leyendo el blog habían comprendido por fin un concepto ajeno a su campo que siempre les había intrigado pero cuyas claves se les habían resistido hasta entonces.




Todo esto me lleva a la conclusión, algo disparatada, que me ha estado rondando la cabeza estos últimos meses, ante la falta de comentarios: si los amigos a los que suelo avisar no encuentran por aquí casi nada que no supieran antes, tal vez debería hacer justo al revés y enviar los avisos exclusivamente a los conocidos de los demás entornos, para invitarles a aprender un poco más sobre temas que no son lo suyo y a disfrutar, como disfruto yo, de una visión más amplia y menos sesgada de nuestra Realidad. ¡En este Mundo necesitamos más aprendices de todo! Dicho esto, amigos, quiero tranquilizaros antes de que empecéis a tiraros de los pelos: repito que es solo una idea disparatada que no voy a poner en práctica; no os preocupéis, que no os voy a dar la lata mandándoos un mail cada semana… Una última reflexión a la que me lleva todo esto es: ¿No será que tengo poco feedback sencillamente porque hace ya años que no se estilan ni los blogs ni los e-mails? Pero de la (por ahora remota) posibilidad de que entre en Twitter o en Instagram o de me haga youtuber ya hablaremos otro día.



lunes, 10 de septiembre de 2018

Mirar con Nuevos Ojos (II)


Como os prometí la semana pasada, procedo hoy a resumiros la conferencia sobre detección de ondas gravitacionales que Barry Barish dio, entre otros auditorios a su paso por España, en el Museo de Ciencias de Valencia. Su acento era muy fácil de entender, así que no me hizo falta ponerme los auriculares con la traducción simultánea. Aparte de explicar los conceptos de forma bastante clara, las diapositivas de su presentación eran también muy ilustrativas. Por ejemplo, había preparado una comparación con ayuda de Google Maps para que pudiéramos hacernos una idea de los tamaños involucrados: en los instantes previos a una fusión podríamos imaginarnos un agujero negro de unas treinta y cinco masas solares, del tamaño del área metropolitana de Madrid, y otro de treinta masas solares tan grande como el área metropolitana de Valencia, con una distancia entre ellos similar a la que hay de Madrid a Valencia, y acercándose en dos trayectorias en espiral a la mitad de la velocidad de la luz, girando a razón de unas cien vueltas por segundo. Al final quedaría un solo agujero negro más grande, y parte de la masa se perdería al transformarse en la energía de las ondas gravitacionales emitidas.




Que quede bien claro que los cambios en el Espacio, en las longitudes, no pueden medirse por ejemplo con una regla, y no solo porque sean extremadamente pequeños, sino también porque la regla misma se comprimiría o estiraría igual que los demás objetos a su alrededor. Para percibir esta deformación en el Espacio nuestro experimento tiene que basarse en fenómenos que impliquen haces de luz (recordemos que la luz juega un papel fundamental en las teorías de Einstein). Los detectores del proyecto LIGO constan de dos largos brazos en forma de L y hacen uso de un método interferométrico que utiliza un láser, otro de esos inventos que en los años sesenta parecía no servir para nada y hoy en día nos rodea por todas partes, desde la electrónica del hogar y las comunicaciones hasta la medicina o la industria.

El haz de láser se emite y su potencia es amplificada, incidiendo luego sobre una lámina semireflectante colocada a cuarenta y cinco grados, de modo que parte de la luz (en este caso infraroja) pasa en línea recta a través de la lámina y el resto se refleja a un ángulo de noventa grados. Tenemos así dos haces perpendiculares que en ausencia de perturbaciones gravitacionales deberían viajar exactamente la misma distancia de ida y vuelta a los espejos al final de ambos brazos y pasar de nuevo por la lámina semireflectante, combinándose en una interferencia constructiva que, aunque normalmente da una intensidad máxima de la luz recibida, en este caso se transforma en una intensidad nula respecto a la cual es más fácil apreciar pequeños cambios.




Cuando las ondas gravitacionales atraviesan el detector, la longitud de los dos brazos oscila de modo distinto (uno se acorta y el otro se alarga alternándose el efecto, como explicábamos la semana pasada), con lo que la distancia recorrida por ambos haces láser no es exactamente la misma, dando lugar este desfase a que la interferencia no sea del todo constructiva y lleguen (tras la correspondiente transformación) unos pocos fotones al detector de luz. En resumen, lo que se monitoriza son minúsculos aumentos respecto a una intensidad nula en un fotodiodo, según la diferencia de fase entre los dos caminos recorridos por la luz. De ahí el acrónimo LIGO: Observatorio de ondas Gravitacionales mediante Interferometría Láser.

Las deformaciones espaciales producidas por una colisión típica de dos agujeros negros pueden ser del orden de 10-21 metros por cada metro de longitud inicial, lo que para cuatro kilómetros (la longitud de los brazos de los detectores) daría un total de unos 10-18 metros, la milésima parte del tamaño de un protón o, dicho de otro modo, la millonésima de la millonésima de la millonésima de un metro… ¡Alucinante! Esto implica que, como ya dijo Einstein en su día, la precisión del instrumental ha de ser increíble. El desfase entre los dos haces láser puede ser generado no solo por el paso de ondas gravitacionales, sino también por otros factores de tipo mecánico o electromagnético como vibraciones en los espejos o dispersión de los fotones de los haces, con lo que han de tenerse en cuenta un montón de detalles técnicos para eliminar todas las causas que puedan dar lugar a falsos positivos.




Desde 2001 hasta su desmantelamiento en 2010 funcionó y recopiló datos una versión inicial más sencilla de LIGO, que aunque no detectó ningún evento sí fue un fantástico banco de pruebas para poder mejorar los componentes. Entre 2008 y 2015 tuvo lugar la construcción e instalación de la versión avanzada. El dispositivo actual incluye un gran vacío, solo superado en volumen por el del acelerador de partículas LHC del CERN, para evitar la dispersión de los fotones del haz láser o las colisiones de partículas sueltas con los espejos que puedan moverlos ligeramente; componentes ópticos de gran calidad, con las superficies de los pesados espejos pulidas con una precisión de átomos; amortiguadores pasivos (los espejos cuelgan de un cuádruple péndulo) y compensación activa, como la de los auriculares más modernos, para cancelar las oscilaciones sísmicas o incluso la generadas por el paso de un coche en las proximidades; resonadores ópticos de Fabry-Perot para que los haces láser recorran los brazos doscientas ochenta veces antes de combinarse, dando una longitud efectiva de 1.120 km para cada brazo…

El objetivo de todos estos refinamientos es reducir el nivel de ruido que enmascararía la detección de eventos producidos en el espacio exterior. La versión avanzada de los detectores es diez veces más sensible que la inicial; si mejoras la sensibilidad a una determinada frecuencia de las ondas gravitatorias en un factor diez esto te permite no solo apreciar colisiones y otras alteraciones más leves a la misma distancia de la Tierra, sino también colisiones de igual magnitud en una región del espacio mil veces mayor en volumen. Las correcciones introducidas en la versión avanzada fueron tan certeras que tan solo unos días después de su puesta en funcionamiento se produjo la primera observación fiable.




El proyecto LIGO consta de dos detectores, uno en una región desértica del estado de Washington, al noroeste de los Estados Unidos, y otro en una zona pantanosa de Louisiana, al sudeste. Resulta curioso pensar que el proyecto ha surgido de una colaboración entre el CalTech y el MIT, que están en California y Boston, precisamente las otras dos esquinas de los USA. Como ya hemos dicho, cada detector tiene dos brazos perpendiculares de 4 km de longitud. Los tubos de vacío por los que discurre el láser tienen 1,2 m de diámetro, y están protegidos por bóvedas de hormigón. En el punto donde se cruzan los brazos el instrumental tiene unos 5 m de altura. Ambos dispositivos están a una distancia de 3.030 km, que a la velocidad de la luz a la que se propagan las ondas sería recorrida en cuestión de milisegundos.

A partir de 2017 se les ha incorporado a estos dos el detector VIRGO, cerca de Pisa, en Italia; la primera observación conjunta se produjo el 14 de agosto de ese año. Con tres detectores, analizando la polarización y el retardo entre las distintas recepciones, se puede triangular mucho mejor de qué dirección proceden las perturbaciones en el tejido del Espacio-Tiempo. En otros puntos del Planeta (Alemania, Japón, India…) se están proyectando, construyendo o poniendo a punto otros dispositivos similares con los que en el Futuro se compartirán los datos para un análisis más eficiente.




En los últimos tres años se han confirmado cinco fusiones de agujeros negros y una fusión de dos estrellas de neutrones, menos masivas. La primera señal, con dos agujeros negros especialmente grandes, nos llegó el 14 de septiembre de 2015, prácticamente un siglo después de que Albert Einstein hiciese su predicción sobre el papel y pocos días después de que el dispositivo se pusiera en marcha, como decíamos antes. Ignorando el ruido de bajo nivel, lo que se observa es que a medida que los dos objetos se acercan en su doble espiral la amplitud y frecuencia de las ondas gravitacionales aumenta poco a poco, hasta que se produce la fusión y la amplitud decrece abruptamente.

La forma de la gráfica obtenida permitió averiguar por ejemplo las masas aproximadas de los objetos en colisión (las 30 y 35 masas solares de las que hablábamos arriba) y se estimó que el choque tuvo lugar hace unos mil quinientos millones de años. Las perturbaciones en Washington y Louisiana resultaron muy parecidas entre sí pero con el retardo esperable para una propagación a la velocidad de la luz (siete milisegundos de diferencia, pasando en este caso primero por Louisiana y luego por Washington), y además eran muy similares a lo previsto por las ecuaciones de Einstein: un resultado francamente satisfactorio para todos los científicos implicados, que validó décadas de duro trabajo.




La última detección de la que tenemos noticia por el momento (observaciones posteriores podrían estar analizándose ahora mismo) es la de la colisión de dos estrellas de neutrones, realizada el 17 de agosto de 2017 por LIGO y VIRGO. Los agujeros negros de menor tamaño o las estrellas de neutrones permiten obtener datos de mejor calidad porque la oscilación no es tan rápida y dura un poco más, hasta cien segundos en lugar de unas pocas décimas de segundo. Así como las colisiones de agujeros negros solo pueden detectarse mediante las ondas gravitacionales, las estrellas de neutrones también emiten luz, de modo que en este caso los telescopios en distintos rangos del espectro electromagnético también captaron el evento: una oleada de rayos gamma llegó a la Tierra dos segundos después del pico de ondas gravitacionales (tal vez por el retardo de las reacciones de fusión de los neutrones tras la colisión estelar), y muchos otros observatorios de distintos tipos miraron en esa dirección en los días siguientes. No se detectaron neutrinos, pero se les seguirá prestando atención en próximos eventos de este tipo. Es posible que al fundirse ambas estrellas, en lo que se conoce como una explosión de kilonova, se hayan convertido en un pequeño agujero negro… Esta es pues la primera observación de un evento cósmico simultáneamente mediante ondas gravitacionales y electromagnéticas. A la acción coordinada de ambos tipos de observatorios se le llama astronomía multi-mensajero, no ya solo multi-onda.




A pesar de ser una verdadera proeza del intelecto humano, algunos podrían preguntar: ¿qué utilidad real tienen estos detectores? Pues por ahora nos están permitiendo hacer ciencia básica, es decir, descubrir cómo funciona el Universo. Los agujeros negros no dejan escapar la luz y por eso hasta ahora había sido muy difícil aprender sobre ellos solo a partir de las ondas electromagnéticas que nos llegan desde fuera; a partir de ahora será más fácil. En estos tres años se ha descubierto, por ejemplo, que las colisiones de agujeros negros son más frecuentes de lo esperado. También parece que sus masas son mayores de lo que se pensaba por los estudios de rayos X: una estrella de tres masas solares ya podría formar un agujero negro, y hasta ahora los científicos pensaban que no había muchos con más de veinte masas solares, pero el análisis de los datos de las cinco fusiones detectadas hasta ahora arroja masas de veinticinco, treinta o incluso más masas solares, que al combinarse dan lugar a otras aún mayores… Habrá que investigar el porqué; ya dijimos una vez que en la mansión del Conocimiento cada puerta abierta te lleva a una nueva sala con varias puertas aún por abrir, cada respuesta obtenida abre a su vez varios interrogantes nuevos… y ahí está precisamente la gracia.




Con los datos recopilados podremos investigar de qué distintas formas se crean los agujeros negros: ¿solo tras el colapso de una estrella? ¿en el Big Bang? ¿tal vez de alguna otra manera? Tengamos en cuenta que los fotones de luz empezaron a viajar libremente por el Universo 380.000 años después del Big Bang, y por lo tanto la astronomía clásica no nos permite franquear esa barrera, pero con las ondas gravitacionales sí podremos buscar una confirmación de las teorías acerca de lo qué ocurrió antes de ese momento, aunque para ello necesitaremos actualizaciones adicionales en los detectores para mejorar su sensibilidad… Podremos por tanto averiguar más cosas sobre el origen del Universo y la misma naturaleza del Espacio-Tiempo… Es como tener un nuevo sentido con el que explorar el Cosmos, con el que percibir todo lo que nos rodea, incluyendo detalles de los que antes no éramos conscientes.

Hasta 2020 se seguirán introduciendo mejoras técnicas en los detectores de LIGO que permitirán un mayor número de observaciones, y empezarán a funcionar detectores en otras partes del mundo. A los resultados experimentales obtenidos les seguirán en los próximos años, tras un análisis cuidadoso y la correspondiente obtención de conclusiones fiables, un montón de nuevos descubrimientos que ampliarán los horizontes del Conocimiento humano, tal y como ocurrió la primera vez que se usó un telescopio o un microscopio… Y tarde o temprano, como pasó con las ecuaciones relativistas o con el láser, llegarán las aplicaciones prácticas: algunas de ellas imperceptibles aun siendo útiles, y otras bastante más espectaculares que a los que hayamos vivido esta aventura desde el principio nos parecerán auténtica magia… Y si no, al Tiempo.



lunes, 3 de septiembre de 2018

Mirar con Nuevos Ojos (I)


Aprendemos sobre todo aquello que nos rodea gracias a la información que recibimos por distintas vías; esta información es procesada y las conclusiones a las que llegamos nos permiten dar una respuesta adecuada, para sobrevivir y prosperar en nuestro entorno. Si hablamos a nivel puramente biológico, la información nos llega a partir de los cinco sentidos… Nuestros ojos pueden percibir las ondas electromagnéticas del espectro visible, con longitudes de onda entre 400 y 700 nanometros. Nuestros oídos detectan ondas sonoras con frecuencias entre 20 y 20.000 hercios y además nos indican cuál es la orientación de nuestra cabeza, para el equilibrio. Los receptores de nuestra piel pueden darnos distintos tipos de información relacionada con la presión ejercida sobre esta, el roce con otra superficie, las vibraciones de los átomos asociadas a las altas o bajas temperaturas, o el dolor que experimentamos al sufrir daños en nuestros tejidos. El gusto y el olfato detectan la presencia de distintos tipos de moléculas (algunas beneficionas, otras perjudiciales) en lo que comemos y bebemos o en el aire que nos rodea. Toda esta información es procesada por nuestro cerebro, que es el que decide cómo reaccionar en cada caso.

Si ampliamos este mismo razonamiento incluyendo los distintos tipos de sensores ideados por la mente humana pero sin salir de nuestro propio Planeta, la cantidad de información disponible aumenta exponencialmente: no solo podemos detectar la luz del visible sino también los infrarrojos, microondas y ondas de radio, así como ultravioletas, rayos X y rayos gamma. También podemos captar ultrasonidos o infrasonidos, además de otras ondas de tipo mecánico como las ondas sísmicas. Podemos medir presiones y temperaturas con mucha mayor precisión y en un rango mucho más amplio, y además tenemos sensores de humedad, pH, corriente y campo eléctricos, campo magnético… Disponemos de muy distintos tipos de indicadores químicos, y de contadores Geiger que nos permiten detectar partículas alfa o beta, identificando así fuentes radiactivas que de otra forma serían invisibles para nosotros… En resumen, la lista es interminable.




Sin embargo, a la hora de recoger información del espacio exterior, el abanico de fenómenos de los que la Humanidad en su conjunto puede hacer uso es bastante más reducido. Es verdad que en el caso de la Luna o planetas cercanos como Marte o Venus podemos enviar sondas espaciales con distintos tipos de sensores que tomen medidas y transmitan los resultados mediante señales de radio; a veces incluso pueden traer de vuelta muestras reales de material para que las analicemos aquí… Pero esto es más difícil de hacer con los planetas más lejanos, y (por ahora) imposible con cualquier cuerpo celeste fuera de nuestro sistema estelar. Las enormes distancias hacen que solo podamos recopilar información de su Pasado (a veces muy remoto) a través del espectro electromagnético. El vacío interplanetario e interestelar impide la propagación del sonido, que como cualquier onda mecánica requiere la presencia de partículas que oscilen para transmitir la energía, y por tanto la información; prueba de ello es el hecho de que no podemos oír el Sol, que sin embargo es realmente ruidoso (De nuestra estrella sí recibimos el viento solar, consistente en partículas emitidas en todas direcciones, pero aun así el espacio que nos separa está bastante vacío… Mejor no entrar en más detalle del necesario).

Es cierto que aunque solo podamos estudiar otras estrellas o galaxias mediante las ondas electromagnéticas, a estas se les puede sacar bastante partido: se pueden analizar los distintos rangos de longitud de onda de los que hablábamos antes (lo que se conoce como astronomía multi-onda), las variaciones de intensidad con la posición y con el tiempo, la frecuencia de parpadeo de determinados fenómenos, las variaciones de posición relativa de distintas estrellas en dos imágenes tomadas desde distintos puntos de la Tierra o incluso de la órbita terrestre, los detalles de regiones más lejanas con las imágenes de mayor resolución tomadas desde fuera de la atmósfera… Además, en las últimas décadas se ha puesto en marcha, en combinación con los distintos tipos de telescopios, la detección de neutrinos, partículas subatómicas que al interaccionar muy poco con la materia pueden viajar también distancias interestelares; pero precisamente el hecho de que sean tan esquivas dificulta bastante el sacarles información útil.

Pues bien, desde hace tres años tenemos una nueva forma de recopilar información acerca del Universo, distinta del espectro electromagnético… También es una onda, también transmite energía a la velocidad de la luz y tampoco necesita la presencia de partículas para propagarse, pero en lugar de consistir en oscilaciones de pequeños campos eléctricos y magnéticos se basa en minúsculas oscilaciones del Espacio y el Tiempo mismos: lo que se conoce como ondas gravitacionales. Pero antes de meternos de lleno a hablar de estas ondas tenemos que hacer una breve introducción a la teoría de la Relatividad General de Albert Einstein.




No es la primera vez que hablamos en el blog de cómo el Espacio y el Tiempo se deforman para hacer que la velocidad de la luz sea una constante, independientemente de la velocidad relativa entre los distintos observadores que la miden. Estas ideas, muy poco intuitivas si nos restringimos a nuestra experiencia habitual del día a día, fueron desarrolladas por Einstein sobre el papel a principios del siglo XX: en 1905 planteó un caso especial más sencillo, con dos observadores alejándose uno del otro en línea recta, a velocidad constante y cercana a la de la luz (si queremos que se note el efecto), y en 1915 proporcionó una explicación más general en la que relacionaba el Tiempo y el Espacio con la gravedad. La primera prueba experimental de estas teorías la obtuvieron Arthur Eddington y Frank Dyson el 29 de mayo de 1919, tras enviarse dos expediciones a Isla Príncipe (en África) y a Sobral (en Sudamérica) para comprobar el efecto de lente gravitacional que la gran masa del Sol ejercía sobre los rayos de luz procedentes de las estrellas lejanas a su alrededor, desviándolos y alterando así ligeramente la posición aparente de las mismas en el cielo. Las medidas se hicieron en esta fecha y lugares aprovechando un eclipse solar, que eliminaba gran parte del intenso brillo que normalmente enmascara dichas posiciones en las imágenes… Fue esta confirmación de sus predicciones la que proporcionó a Einstein la gran fama mundial de la que goza aún hoy en día.

En contra de lo que podría pensarse, actualmente hay aplicaciones prácticas muy importantes de la Relatividad que nos pasan inadvertidas. Hace unos años esbozamos en La Belleza y el Tiempo cómo funcionaba el sistema GPS, pero expliquémoslo en más detalle: consta en total de veinticuatro satélites, propiedad del ejército de los Estados Unidos, y cuando lo usas en tu coche o en tu móvil participan entre tres y cinco satélites, dependiendo de dónde estés. Para proporcionar tu localización exacta con un error menor a diez metros hace falta tener una precisión temporal del orden de nanosegundos (milmillonésimas de segundo), ya que las señales de microondas que se usan para triangular la posición viajan a la velocidad de la luz. Esto hace necesario tener en cuenta las correcciones relativistas, y de más de un tipo, por añadidura. Por un lado, y atendiendo a la teoría de la Relatividad Especial de 1905, los satélites se mueven con una velocidad de 14.000 km/h, así que sus relojes deberían avanzar algo más despacio que los de la superficie terrestre, retrasándose siete microsegundos (millonésimas de segundo) cada día. Según la teoría de la Relatividad General de 1915, los satélites están más lejos de la masa terrestre que nosotros, así que sus relojes deberían ir en consecuencia más rápido, adelantándose cuarenta y cinco microsegundos al día. Esto da una corrección combinada de treinta y ocho microsegundos de adelanto al día que hay que tener en cuenta para que el sistema de posicionamiento no sufra un error de varios kilómetros.

Como veis, esta es una aplicación sumamente útil de las ecuaciones de Einstein que utilizamos a diario… Precisamente en aquella entrada del blog en la que hablamos del GPS enumeramos también otras aplicaciones más espectaculares, como los viajes al Futuro realizados alcanzando velocidades sublumínicas u orbitando cuerpos celestes muy masivos, ideas que por ahora no son más que Ciencia Ficción pero algún día se convertirán en realidad.




Y volvamos a las ondas gravitacionales, estas oscilaciones en el Espacio y el Tiempo que hemos mencionado más arriba. Entre otras posibles causas, podrían ser generadas por dos objetos muy masivos, por ejemplo agujeros negros, girando el uno alrededor del otro en una doble espiral que los va acercando poco a poco. Las perturbaciones causadas por esta interacción gravitatoria se propagarían en todas direcciones, de forma que al llegar a la Tierra producirían pequeñísimas deformaciones del Tiempo y el Espacio: el Tiempo transcurriría ligeramente más rápido y más despacio de forma alterna, y los objetos se estirarían y comprimirían rítmicamente, con efectos contrarios en cada instante en la dirección de propagación de la onda (la radial desde el punto de origen) y en las direcciones perpendiculares. Estas ondas fueron predichas teóricamente por Albert Einstein en 1916, aunque él mismo dijo que sería imposible llegar a detectarlas porque harían falta instrumentos de una precisión inusitada… Pues bien, Einstein se equivocó en esto último.

El objetivo principal de esta entrada era el de resumiros una conferencia impartida en el Auditorio Santiago Grisolía del Museo de Ciencias a la que asistí el pasado 3 de julio, tan solo un día después de mi apacible paseo por La Punta… ¡Vaya cambio más radical! Y estoy viendo en mi agenda que precisamente el 1, 2 y 3 de julio me vi las películas de la trilogía “Antes de…” de Richard Linklater, con lo que se confirma que fueron tres días muy bien aprovechados (y muy bien rentabilizados a efectos de entradas del blog)… Me enteré de la conferencia con muy poca antelación y no había hecho reserva previa, así que no sabía si me encontraría el aforo completo al llegar, pero una vez allí localicé a un par de conocidos a los que les había fallado el acompañante, así que pude entrar sin problemas.




El encargado de dar la conferencia era Barry Barish, octogenario físico norteamericano y profesor emérito de CalTech, ganador (junto a Rainer Weiss y Kip Thorne) del Premio Nobel de Física de 2017 por la observación experimental de ondas gravitacionales en el sistema de detectores LIGO. Haber coordinado desde su concepción en los años 90 un proyecto como este, con una duración de décadas y con cientos o incluso miles de científicos e ingenieros implicados, debe haber sido una tarea titánica, solo apta para las mentes más preclaras. Y como es lógico, al final de la charla había una respetable cola de admiradores (algunos de ellos, algo más jóvenes, realmente emocionados: auténticos “Nobeliebers”) queriendo hacerse un selfie con él… De hecho, cuando yo mismo le estreché la mano y le felicité por lo didáctico de su presentación, después de haberse ido la mayoría de la gente, Barish se quedó extrañado de que no sacara también un móvil para hacerle una foto y obtener una prueba experimental de nuestro breve encuentro.

Me gusta cuando te explican las cosas de primera mano porque no solo te resumen correctamente los conceptos teóricos más importantes, sino que además, ya sea en la propia charla o en el turno de preguntas, te puedes enterar de (o indagar en) detalles más concretos y mundanos que podrían parecer insignificantes pero al menos para mí convierten el tema en algo menos abstracto, mucho más real, cercano y palpable… Y con Barry Barish la información no podría ser más de primera mano: él ha estado metido de lleno en el proyecto desde el primer día, y es sin duda el que mejor lo conoce en su conjunto… La semana que viene hablaremos de estos pequeños detalles y de la fabulosa tecnología que nos ha permitido trascender la materia y percibir el tejido mismo del Espacio-Tiempo, pudiendo así mirar al cielo con nuevos ojos.