Después de 153 días de experimentos, un pequeño detector de ondas gravitacionales detectó misteriosas señales. Los resultados podrían implicar un descubrimiento sin precedentes, pero los investigadores lo están interpretando con cautela. El trabajo fue publicado en Physical Review Letters.

“No hay fuentes conocidas de ondas gravitacionales de longitudes de onda más cortas, que van desde unos pocos metros a unos pocos kilómetros”, dijo Michael Tobar, físico de la Universidad de Australia Occidental en Perth, en Australia. Sin embargo, en el Universo, “siempre hay cosas que no esperas”, agregó.

El detector emitió dos pitidos, durante uno o dos segundos. El siguiente paso es identificar la naturaleza de estas señales. Si corresponden a ondas gravitacionales de alta frecuencia, el descubrimiento no tendría precedentes. No obstante, otros culpables pudieron haber activado el dispositivo.

Las ondas gravitacionales, predichas por Einstein hace más de un siglo, son ondas en el tejido del espacio-tiempo. No fue hasta 2015 que los gigantescos detectores del Observatorio LIGO hallaron por primera vez ondas gravitacionales, pero solo a bajas frecuencias y originadas por eventos extremos, como una colisión de agujeros negros.

Pequeño detector

Tobar y sus colegas diseñaron un detector de ondas gravitacionales de alta frecuencia en 2014, llamado resonador de ondas acústicas masivas (BAW). Su dispositivo contiene un disco de cristal de cuarzo de 3 centímetros de diámetro y una cámara de resonancia que produce una señal eléctrica cuando vibra a ciertas frecuencias.

El mecanismo es similar a una campana que suena con un tono particular. “Si una onda gravitacional lo golpeara, lo excitaría”, señala Tobar. Luego, el sonido del cristal se registra como una señal electromagnética mediante sensores eléctricos.

El equipo ha implementado varias medidas para aumentar la confiabilidad del resultado. El detector se colocó detrás de varios escudos de radiación para protegerlo de los campos electromagnéticos de fondo. De igual modo, ha sido sometido a temperaturas extremadamente bajas a fin de minimizar las vibraciones térmicas dentro del dispositivo.

Si bien hubo dos pitidos durante el experimento, los científicos ahora están tratando de identificar su origen. De hecho, la onda gravitacional no es el único candidato en la lista. La presencia de partículas de carga, una acumulación de tensiones mecánicas, un evento meteórico o un proceso atómico interno podrían ser soluciones alternativas a la explicación de tal resultado.

Las detecciones

Hasta ahora, la tecnología de detectores como la de LIGO se ha perfeccionado para detectar ondas de baja frecuencia. Las ondas gravitacionales de alta frecuencia son mucho más difíciles de detectar, pero nos permiten retroceder aún más en el tiempo.

La longitud de onda de las ondas gravitacionales es proporcional al tamaño del Universo, y la longitud de onda y la frecuencia son inversamente proporcionales. Cuanto mayor es la frecuencia, más ocurre el evento asociado con ella en el pasado, cuando el Universo era aún más pequeño.

Así, las ondas de alta frecuencia (por tanto, de baja longitud de onda) proporcionarían información sobre el pasado del Universo, incluso hasta el Big Bang. En el pasado más reciente, también pudieron informar sobre colisiones antiguas de enormes objetos, como estrellas de neutrones o agujeros negros.

Una hipótesis planteada por Tobar es que “las ondas gravitacionales fueron emitidas por un tipo de materia oscura conocida como axión, el cual gira alrededor de un agujero negro”. Los axiones son partículas ultraligeras hipotéticas y no confirmadas, que podrían ser parte de la materia oscura. De cualquier manera, las ondas gravitacionales abren la perspectiva de una física completamente nueva.