Pocas cosas han intrigado más a los seres humanos que las teorías sobre el posible origen del tiempo, del espacio y en general de todo lo que existe. Mucha relación con esto tiene lo que hace sólo unos días anunció el astrofísico John Kovac en el Centro de Astrofísica Harvard- Smithsonian en Cambridge, y que ha sido ya considerado como uno de los más grandes descubrimientos de los últimos tiempos en materia de cosmología y astronomía.

Se trata de observaciones realizadas por su equipo en un radiotelescopio ubicado en la estación Amundsen-Scott del polo sur que, según él, dan pruebas inequívocas de la existencia de las ondas gravitacionales. Estas ondas, previstas por la Teoría General de la Relatividad de Einstein, habían sido buscadas durante muchos años sin éxito.

Las ondas gravitacionales

Como las olas del mar, que consisten en un movimiento de vaivén que se propaga por la superficie del agua; o las ondas sonoras que consisten en compresiones y expansiones del aire; o también como la luz que es una onda electromagnética formada por vibraciones de los campos eléctrico y magnético; también se supone, de acuerdo a la teoría de Einstein, que existen ondas gravitacionales.

Si bien la interacción gravitacional es aquella que explica la atracción universal de todos los cuerpos, su existencia se hace más evidente en el caso de aquellos muy grandes como los planetas o las estrellas.

La teoría de la relatividad general de Einstein predice que las ondas gravitacionales son la manera en la que un cuerpo que se acelera, “hace saber” a los otros que ha cambiado su posición y por tanto la fuerza de gravitación que ejerce sobre ellos.

Estas ondas, que deben viajar a la misma velocidad que la luz, consisten (de acuerdo a la teoría) en la compresión o el estiramiento del espacio-tiempo mismo; y se propagan a partir del objeto que se acelera.

El problema es que estas ondas, como también predice la teoría, son tan extremadamente débiles que su medición se hace, en la práctica, poco menos que imposible.

Por eso, su detección directa se ha buscado desde hace años en eventos “catastróficos” del universo como por ejemplo el choque de los extremadamente masivos agujeros negros. Sin embargo, hasta hoy la búsqueda ha sido infructuosa.

Huellas en la radiación

Los científicos del grupo de Kovac, sin embargo, trabajaban en otra dirección. Una de las teorías más acertadas sobre el origen del universo es la que se ha conocido con el nombre de Big-Bang. Según esta teoría todo comenzó por un universo extremadamente concentrado (como un punto matemático) y caliente que sufrió lo que se conoce como inflación.

Durante esta, el Universo se expandió exponencial y rápidamente y es de esperar que se hayan emitido ondas gravitacionales relativamente intensas. Si bien eso ocurrió hace unos 14 mil millones de años, Kovac y sus colegas veían una oportunidad de detectarlas debido a lo siguiente.

Con la inflación, el Universo comenzó a enfriarse desde temperaturas extremadamente altas de unos 100 millones de millones de millones (o sea, un uno seguido de 20 ceros) de grados.

A esas temperatura nada más que existían las partículas más elementales y nada parecido a los átomos de las sustancias que conocemos ahora. Pero cuando la temperatura descendió a alrededor tres mil grados (esto ocurrió unos 380 mil años luego del big bang) sólo entonces las partículas comenzaron a unirse y en ese proceso emitieron radiación.

Ya que el universo era mucho menos denso, esa radiación comenzó a viajar libremente por él. Hoy, luego de unos 13 mil millones de años, esa radiación se ha continuado enfriando y es bastante leve. Está en el rango de las microondas y se llama radiación cósmica de fondo; fue detectada por primera vez en 1965.

Los científicos del equipo de Kovac, esperaban que esa radiación de fondo trajera información de la inflación primigenia. Los cálculos teóricos de hecho, predecían que la interacción de esa radiación con las fuertes ondas gravitacionales producidas por la inflación en el momento de su surgimiento, diera lugar a características especiales en una propiedad de la radiación que se denomina polarización.

Y era eso lo que estaban midiendo con el radio telescopio: estaban haciendo un mapa del patrón de la polarización de la radiación cósmica de fondo en un amplio rango del cielo.

Este patrón debería estar compuesto de vórtices, decía la teoría, si era cierto que la radiación había interactuado alguna vez con las ondas gravitacionales. Y efectivamente, encontraron los vórtices.

Varios descubrimientos en uno

Esto ha creado gran expectativa porque de confirmarse las observaciones, serían varios los descubrimientos implicados. En primer lugar, una prueba indirecta de la existencia de las ondas gravitacionales previstas hace cien años pero nunca antes demostradas. En segundo lugar, una evidencia más segura a favor del modelo de la inflación que muchos todavía ponían en duda.

En tercer lugar, el hecho de la existencia de las ondas gravitacionales durante la inflación cósmica en la que el tamaño del universo era minúsculo, conduce a una relación entre la gravitación y la física cuántica, que a su vez plantea la existencia del gravitón el cual es el equivalente del fotón en las ondas gravitatorias.

Ahora Kovac y sus colegas han enviado un trabajo a publicación. Luego empezarán a festejar la posibilidad de un Premio Nobel para el año que viene como muchos ya adelantan.

Sin embargo, para ello probablemente hará falta que sus mediciones se confirmen independientemente, porque en la ciencia de hoy se entiende que, como dijo el matemático y astrónomo francés Pierre Simon Laplace “el peso de la evidencia de una afirmación extraordinaria debe ser proporcional a su rareza”.

Esta confirmación ulterior probablemente provenga del análisis de las mediciones que, sobre la radiación cósmica de fondo, se han venido realizando en el satélite Planck de la Agencia Espacial Europea. En él, se supone que las mediciones hayan sido de mejor calidad que en la Antártida y además se haya estudiado toda la esfera celeste.

* El autor es Profesor Titular de la Facultad de Física de la Universidad de la Habana. Colaborador de Prensa Latina.