Tal y como hice antes con Londres
o Berlín,
esta semana y la siguiente colgaré en dos partes la selección de las mejores
fotos de arte urbano que saqué en mi visita a Nueva York
hace tres veranos. Para seros sincero, encontré menos graffiti del que me
esperaba y de menor calidad que el de la capital británica
o la alemana, a pesar de que previamente al viaje busqué en Internet
información al respecto, como suelo hacer con todas las ciudades a las que voy…
Tal vez no exploré las zonas adecuadas, ya que mi plan era no salir apenas de
Manhattan y por tanto restringí mi búsqueda previa a ese distrito. Encontré más piezas
de calidad sobre todo en los barrios de Chinatown y en menor medida Chelsea, y
en calles concretas como Rivington Street, en el Lower East Side; a estas áreas
pertenecen la mayoría de las imágenes de la selección.
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.
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.
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.
