El passat 17
d'octubre es va fer públic un dels descobriments més importants de l'astronomia
dels darrers temps. L'anunci, fet en roda de premsa oberta per internet, es va
produir just 2 mesos després dels esdeveniments que varen conduir a aquest descobriment.
El 17 d'agost es va
rebre, de forma quasi simultània als 2 grans detectors d'ones gravitacionals
existents, una vibració de l'espai provocada per la fusió de 2 estrelles de
neutrons fa uns 130 milions d'anys. Poc després, fins a 17 telescopis arreu del
món rebien la llum d'aquest esdeveniment.
Si sou lectors generalistes, sense gaires coneixements científics, potser la descripció que acabo de
fer no us dirà res. Deixeu-me, doncs, que intenti explicar on radica la
importància del fet.
Tot el que sabem
del cosmos, de l'univers, ho sabem gràcies a la llum. Aquesta és el missatger
que ens porta informació dels objectes que habiten allà fora, així com dels
processos que hi tenen lloc.
Els nostres
avantpassats contemplaven el cel amb l'ull nu, l'únic instrument del que
disposaven per rebre la llum que emetien les estrelles i els planetes (en
aquest cas llum del Sol reflectida). Nosaltres també processem llum quan
mirem, embadalits, el firmament. Però des del segle XVII, l'home disposa d'un
potent instrument que ha permès tot el desenvolupament de l'astronomia moderna:
el telescopi.
Inicialment, i
fins fa relativament poc temps, els telescopis observaven de forma similar als
nostres ulls. Amb pupil·les molt més grans, recullen llum d'objectes molt
llunyans. Llum visible, que els nostres ulls no poden captar perquè no tenen el
poder de recol·lecció necessari com per a poder apreciar aquesta radiació tan
feble.
Actualment,
disposem de telescopis, però, que són capaços de veure llum de la que anomenem
no visible. Poden observar rajos gamma, o rajos X, que són les formes de llum
més energètiques que existeixen (telescopis fora de l'atmosfera). També tenim instruments que miren en llum
infraroja (també fora de l'atmosfera). O en microones (sí, microones, les mateixes que utilitzem a la
cuina!). O en ones de ràdio. També formes de llum, però en aquest cas amb menys
energia que la llum visible.
I és que el que
anomenem llum és un missatger potentíssim. Els objectes de l'univers, i els
processos físics i químics que ens expliquen com funcionen aquests objectes,
emeten llum, en tota la seva varietat. El Sol, la nostre estrella, per suposat
emet llum visible (la que descompon un prisma, del blau al vermell). Però també
emet infrarojos (que ens escalfen la cara), o microones, i ones de ràdio. Només
que els nostres ulls no han estat fets per veure tots aquests tipus de llum.
Ha estat
estudiant el conjunt de totes aquestes emissions de llum que la ciència ha
pogut assolir el coneixement actual. Ho hem fet amb telescopis visuals. Amb
telescopis de rajos gamma i X. Amb telescopis d'infrarojos. Amb
radiotelescopis.
Però, en
definitiva, emprant sempre llum.
Fins a que hem
començat a descobrir les ones gravitacionals.
Predites per la
relativitat general d'Einstein, fa 100 anys, aquestes ones són vibracions de
l'espai (temps) que certs esdeveniments provoquen. Normalment per objectes molt
massius movent-se ràpida i acceleradament. Vindrien a ser com ones sobre un llac
quan hi cau una pedra. I si ens imaginem que l'espai és com una tela elàstica,
serien tremolors que es propaguen al llarg de la tela quan boles molt pesades
es mouen per sobre.
Les ones
gravitacionals no són llum, tot i que viatgen també a la velocitat d'aquesta.
Al no ser llum, ens obren una nova finestra per estudiar l'univers. Es
converteixen en uns missatgers nous, que ens poden portar informació diferent,
complementària. Alguns ho comparem amb el so: si som capaços de detectar ones
gravitacionals i estudiar-les, passem de tenir només llum a tenir també "so" (l'exemple del so és una llicència poètica, és clar).
De la mateixa
forma que necessitem telescopis que observin llum, les ones gravitacionals
requereixen detectors. En aquest cas no en diem telescopis. Són uns equips molt
complexos, que bàsicament intenten detectar com les distàncies entre 2 objectes
varien subtilment quan ens creua una ona gravitacional. Quan la petita ona
sobre el llac fa que la nostra barca es bellugui.
La dificultat, i
el que ha fet que fins fa a penes 2 anys no haguem detectat les primeres ones
gravitacionals, és que aquestes vibracions són ínfimes, minúscules.
Increïblement petites. Sabeu com de petites? Les ones que estem començant a
detectar (que serien, per tant, les més fàcils de detectar) variarien la distància que ens
separa de l'estrella més propera (que està a 4,2 anys llum de distància, que us
recordo que són quasi 40 bilions de quilòmetres) en l'equivalent a... el gruix
d'un cabell humà!!! Sí, ho has llegit bé.
És impressionant
que tinguem avui aquesta capacitat de detecció. Us podeu imaginar la
complexitat dels equips, que lògicament no poden mesurar bilions de quilòmetres,
i ho fan sobre distàncies de tan sols alguns quilòmetres (com es veu a la fotografia). En aquestes
distàncies, arriben a detectar variacions de l'ordre de la mida d'un protó (més
petites que un àtom!). Qualsevol petita vibració de l'entorn, des d'un tremolor
de terra, fins al caminar d'una persona, o el pas d'un cotxe
quilòmetres lluny, provoca variacions, tremolors, molt i molt més grans. La tecnologia
implicada aïlla els detectors de la majoria d'aquestes vibracions,
diguem-ne quotidianes. Addicionalment, la utilització de més d'un detector, situats
en llocs diferents del planeta, permet facilitar la identificació de senyals
autèntics i separar-los de les vibracions mundanals.
Des de la
detecció de la primera ona gravitacional, el 14 de setembre de 2015, se n'han
pogut identificar 5. Totes elles corresponents als darrers instants de la fusió
de forats negres o d'estrelles de neutrons, els objectes més compactes que
coneixem.
Orbitant un al
voltant de l'altre, parelles de forats negres, o d'estrelles de neutrons, al
llarg de milions d'anys es van acostant, fins a que, en un sospir, cauen un
sobre l'altre en una espiral boja a velocitats properes a la llum. Són
esdeveniments apocalíptics, com cap altre. És la pedra que cau al llac.
La detecció del
17 d'agost correspon a la fusió de 2 estrelles de neutrons, com deia al
començament. Més concretament, al darrer minut de la seva existència. Als
darrers centenars de voltes abans de fusionar-se. Un esdeveniment que els
astrònoms anomenen "kilonova", i que, entre d'altres coses, va fabricar,
de cop, enormes quantitats d'or (milers de vegades tota la massa de la Terra!),
de platí, o d'urani. Elements químics pesats que troben, a les gegantines
temperatures provocades per la kilonova, el laboratori perfecte per ser forjats
a partir d'elements més simples.
Però la rellevància
de l'anunci, el que el fa extraordinari, és la detecció CONJUNTA d'ones
gravitacionals i de llum, per primer cop a la història.
Això es va
aconseguir gràcies a les alarmes disparades pels detectors d'ones
gravitacionals i a la capacitat que varen tenir de posicionar de forma
aproximada al cel l'origen d'aquest cataclisme. En poques hores, multitud de
telescopis, emprant totes les formes de llum, miraven en aquesta direcció, i
recollien valuosíssima informació.
És com l'exemple
que us deia de la llum i del so. Per primer cop, hem observat un esdeveniment a
l'univers rebent la seva llum i "escoltant el seu so".
Els articles que
s'han sotmès a publicació a prestigioses revistes porten el nom de més de 3.500
científics d'arreu del món, en un esforç col·laboratiu segurament sense
precedents.
Es trigarà mesos,
si no anys, en analitzar tota la informació recollida. Combinant les
observacions de llum (rajos X, visible, infraroja, microones, i ràdio), i ara
també la informació proporcionada per les ones gravitacionals enregistrades,
podrem entendre millor com funciona aquesta fusió d'estrelles de neutrons, que,
de moment, sabem que va succeir fa 130 milions d'anys en una galàxia
relativament propera (NGC 4993). També podrem completar el puzle de la formació
dels elements químics. Tot i que sabem que som pols d'estrelles, nosaltres i
tot el que ens envolta, forjats dins d'aquests astres o en el mateix moment de
la seva mort, algunes de les incògnites que quedaven, relatives a les
abundàncies que observem a l'univers dels elements més pesats que el ferro,
podrien quedar definitivament resoltes.
I això només és
el començament. No es tracta ja d'entendre la fusió de les estrelles de
neutrons, o la formació dels elements químics pesats, sinó de disposar de la
capacitat de rebre, i estudiar, més d'un missatger còsmic. La nostra comprensió
dels forats negres, per exemple, podria revolucionar-se en els propers anys.
El premi gran,
gran de debò, serà el mateix Big Bang, el moment de creació de l'univers. No ha
existit esdeveniment en el nostre cosmos més poderós que aquest, i les vibracions
que devia provocar varen ser immenses. Però aquestes enormes ones sobre el llac
s'han anat afeblint lentament, i després de 13.800 milions d'anys són ara
mateix a penes perceptibles. Però hi són. Han de ser-hi.
Anirem millorant,
per suposat, la capacitat de detecció dels nostres instruments, i en un futur
molt proper començarem a detectar, cada mes, cada setmana, multitud d'ones gravitacionals. Ens
n'adonarem que el nostre espai vibra constantment, amb ones que provenen de
totes les direccions, i provocades per gran nombre d'esdeveniments. I, algun dia detectarem les ones del Big Bang, de l'increïble moment zero.
Deixem, però, de
pensar en el futur i assaborim de moment l'actualitat. Estem obrint una nova
finestra per entendre l'univers. Una finestra complementària a la que ja teníem
des de sempre.
La llum seguirà sent, sens dubte, la font de coneixement més
important, com ho ha estat al llarg de tota la història. Però ara s'unirà, poc a poc, un
fascinant i extraordinari company.
Les minúscules ones sobre el llac.