¿Para qué diantres sirven las ondas gravitacionales?

Al igual que ocurre con Rayuela, de Julio Cortázar, este artículo tiene dos formas de leerse. Tiene una lectura rápida, en la que la legítima pregunta de para qué diantres sirven las ondas gravitacionales tiene una sencilla respuesta: para absolutamente nada. También tiene una lectura más profunda, que requiere más tiempo, pero en la que quizás se descubra por qué motivos el Premio Nobel de Física 2017 ha reconocido la importancia de algo absolutamente inútil. En efecto, este galardón fue entregado ayer a los investigadores Rainer Weiss, Barry C. Barish, y Kip S. Thorne, de la colaboración LIGO/Virgo, por abrir una nueva ventana a la exploración del Universo.

Lo primero que hay que tener en cuenta, y que quizás resulte un poco llamativo, es que la ciencia no tiene el cometido de ser útil ni práctica: esa es la finalidad de la tecnología, que es aquella que lleva el conocimiento al campo de las aplicaciones. Está claro que una parte de la ciencia se encarga, por ejemplo, de diseñar vacunas para evitar enfermedades (es un ejemplo de la llamada ciencia aplicada). Y está claro que esto es muy práctico, deseable y valioso, pero, por definición, la utilidad es un valor secundario para la ciencia: su cometido último es ampliar los horizontes del conocimiento, en lo que se conoce como investigación o ciencia básica. Por eso, está fundamentalmente movida por la curiosidad y no por las promesa de ganar dinero o de venderse. De hecho, la exigencia constante de que la ciencia sea práctica o rentable puede llegar a ser peligrosa, porque es capaz de matar la curiosidad y de impedirnos hacer nuevos descubrimientos que se salen de la línea de lo conocido.

Es solo con la curiosidad y no con el pragmatismo como se pueden resolver a las preguntas fundamentales de la naturaleza: ¿De dónde viene la vida? ¿Por qué el agua desvía los rayos de luz de una forma distinta al aire? ¿Por qué morimos? Además, es solo con ese tipo de preguntas, muy parecidas a las que se hace un niño, con las que podemos descubrir cosas de las que no tenemos ni idea. Hay muchos ejemplos. Alexander Fleming quedó desconcertado cuando vio el extraño crecimiento de un puñado de bacterias en unas placas de su laboratorio, y gracias a su curiosidad e insistencia descubrió el primer antibiótico, la penicilina, que décadas después salvó millones de vidas. Solo así Tycho Brahe destinó su vida a hacer cálculos inútiles que luego mostraron que las órbitas de los planetas eran elípticas y no circulares y que hoy permiten que tengamos satélites. Además, solo así cada vez se entiende mejor la naturaleza y se asientan los cimientos del progreso tecnológico y del saber.

Un prodigio tecnológico

Las ondas gravitacionales son un ejemplo de ciencia básica. Fueron predichas por la Relatividad de Einstein y actualmente no tienen ninguna utilidad comercial. Nadie va a fabricar un nuevo “smartphone” ni un propulsor milagroso con ellas, al menos de momento. Pero los científicos saben que están ante algo desconocido que puede ayudarles a comprender los secretos del Universo, de la materia y de los agujeros negros. Ninguno sabe hasta dónde pueden llegar, pero sí que saben que las ondas gravitacionales tienen un potencial increíble de permitirnos descubrir cosas nuevas. ¿Quién sabe hasta dónde se puede llegar cuando la ciencia se adentra en lo desconocido?

En una entrevista, el premio Nobel de Física Sheldon Glashow dio algunas pistas sobre la importancia de estas ondas. En su opinión, «las ondas gravitacionales son inútiles y seguramente siempre lo sean», pero su investigación tiene varias consecuencias directas. En primer lugar, son una nueva confirmación de la Relatividad de Einstein, esa gran teoría que explica el Universo y que tiene aplicaciones tan prácticas como los GPS, y además amplían los horizontes del conocimiento: ahora hemos confirmado que objetos muy masivos sometidos a altas aceleraciones generan unas perturbaciones en el espacio-tiempo que se propagan a la velocidad de la luz. Además, la tecnología necesaria para detectarlas es extremadamente sofisticada, un auténtico prodigio (este instrumento puede medir fluctuaciones inferiores a la milésima parte del grosor de un protón en un túnel de cuatro kilómetros de largo)  y ha «traído nuevas compañías, nuevas ideas, y quizás nuevas patentes», según el premio Nobel. Por último, Glashow dijo que las ondas «llevarán a una nueva astronomía».

¿Qué quiere decir esto? Se puede decir que han abierto una nueva una ventana por la que asomarse al Universo. Hasta ahora, casi todo lo que se sabía acerca de él se había averiguado a través de la radiación electromagnética (luz visible, rayos gamma o ultravioleta) que llegaba hasta los telescopios y nos decía cómo son las cosas y a qué distancia están. Pero ahora, gracias a estas ondas, la ciencia tiene un nuevo “sentido” para explorar el espacio. A partir de su hallazgo se podrá “escuchar” lo que hace la gravedad en algunos lugares.

Kip Thorne explica lo que está por llegar

De momento, gracias a esto se ha podido detectar las ondas gravitacionales procedentes de la fusión de agujeros negros estelares en cuatro ocasiones. Poco después de que los cazadores de ondas gravitacionales recibieran el Premio Princesa de Asturias, Kip Thorne, uno de los premiados con el Nobel este martes, explicó a ABC que en los próximos años LIGO aunará fuerzas con Virgo (Europa) y KAGRA (Japón) para estudiar dos fenómenos: un agujero negro desgarrando una estrella de neutrones y la colisión de dos estrellas de neutrones, que luego genere un agujero negro (en este momento hay fuertes indicios de que ya se ha observado este fenómeno pero que los científicos aún están confirmándolo).

“A través de estas observaciones aprenderemos mucho sobre la fuerza nuclear que controla las propiedades de la materia de una estrella de neutrones”, dijo Thorne. Pero aún hay más. “Al combinar estas observaciones con observaciones electromagnéticas –apuntando con telescopios al fenómeno– esperamos aprender la naturaleza de los misteriosos estallidos de rayos gamma, que los astrónomos han estado observando durante décadas”.

En los próximos años, el nuevo campo de las ondas gravitacionales seguirá acercando a los científicos a lo desconocido. Thorne explicó que, en 2030, el detector espacial de ondas gravitacionales, LISA, un futuro proyecto de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA, podrá observar una gran cantidad de cuestiones interesantes: la colisión de agujeros negros supermasivos, de 100.000 a 10 millones de masas solares, podrá trazar un mapa con una gran precisión de la geometría del espacio-tiempo en un agujero negro, quizás observar las ondas producidas cuando el Universo estaba naciendo (la billonésima parte de un segundo) y quizás la huella dactilar gravitacional procedente de la era de la inflación del Universo.

La tecnología para poder observar estos fenómenos es cara y compleja y, por ello, requiere un importante despliegue. En la actualidad, detrás del detector de ondas gravitacionales europeo Virgo hay 20 laboratorios de seis países, una inversión de más de 324 millones de euros y un equipo de 280 científicos. LIGO, por su parte, tiene un equipo de 1.000 investigadores y ha supuesto una inversión de al menos 1.100 millones de dólares (cerca de 935 millones de euros). A pesar de su inutilidad, hay mucho en juego en la caza de las ondas gravitacionales.