“Son los agujeros negros los protagonistas de esta historia. Se relacionan con los tres tipos de mensajeros del cosmos: ondas gravitacionales, neutrinos y rayos gamma”, subrayó el astrofísico
“En el universo existen cuatro fuerzas fundamentales: electromagnetismo, gravedad, fuerza nuclear débil y fuerza nuclear fuerte. Con ellas se explican todos los fenómenos de la naturaleza. Tres de ellas nos traen mensajeros cósmicos más allá de la luz que podemos observar”, expuso el astrofísico Gibrán Morales, al participar en el ciclo Noticias del cosmos, coordinado por Susana Lizano y Luis Felipe Rodríguez Jorge, miembros de El Colegio Nacional.
“Mensajeros cósmicos: más allá de la luz” fue el nombre de la conferencia que impartió el investigador del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM. Detalló que el electromagnetismo produce luz, fotones; la Gravedad produce ondas gravitacionales que se pueden detectar; y la interacción nuclear débil produce neutrinos, partículas fantasmas que también son producidas en los eventos más energéticos del universo.
Morales recordó que durante siempre la humanidad ha observado el cielo, históricamente nuestro ojo ha sido la primera ventana al cosmos, así la humanidad ha logrado predecir las fases de la luna, las estaciones del año, los calendarios astronómicos para la agricultura y los eclipses solares y lunares.
Fue hasta que Galileo Galilei en 1609 usó un telescopio y lo apuntó al cielo, “se dio cuenta que había un mundo nuevo arriba, que la luna estaba compuesta de cráteres y montañas, descubrió las lunas de Júpiter, las fases y las manchas solares. Hasta que se quedó ciego por ver la luna, que es un objeto muy brillante particularmente en luna llena y le causó ceguera”.
Lo que se observa a simple vista es sólo una pequeña parte de todo lo que oculta el universo. “Es hasta que nos ponemos lentes especiales que observamos rayos gamma, rayos X, infla rojo y radio, que nosotros somos capaces de ver esos detalles ocultos para nosotros”.
En palabras del investigador, la luz no es todo lo que el universo muestra, hay otros tipos de mensajeros que también contribuyen dando información más allá de ella, que son las ondas gravitacionales y los neutrinos. El primero que teorizó las ondas gravitacionales fue Albert Einstein en 1915, cuando desarrolló la Teoría de la Relatividad General, en la que plantea que el espacio-tiempo es como una tela que se curva con la masa. Si un objeto masivo se mueve o acelera, produce ondas que viajan por el universo. Estas ondas viajan a la velocidad de la luz.
A la pregunta ¿Qué son las ondas gravitacionales?, el científico respondió que se refieren a la perturbación del espacio-tiempo producida por un cuerpo masivo acelerado. Imaginemos que lanzamos una piedra en un lago: las ondas se propagan hacia afuera. En la práctica, una estrella aislada no produce ondas gravitacionales detectables, porque no hay nada que la perturbe para mover esta tela cósmica. Para esto se necesita un sistema binario, es decir, una pareja de estrellas. Todo el material de la estrella colapsa al centro por gravedad, el colapso es tan fuerte que se concentra en un objeto compacto que se conoce como estrellas de neutrones o si es muy grande colapsa hacia un agujero negro. Este baile cósmico genera fluctuaciones en forma de ondas”.
En realidad, “las ondas gravitacionales nos permiten escuchar el baile cósmico. Pero no son el único mensajero: el universo también nos habla con partículas fantasma, casi imposibles de atrapar: los neutrinos. Se trata de partículas elementales, las segundas más abundantes del universo, su masa es casi nula, sin carga eléctrica, interactúan sólo por la fuerza débil, no se desvían y miles de millones atraviesan el cuerpo humano cada segundo.
“Los neutrinos son más pequeños que los protones y electrones. El átomo es casi todo vacío, el neutrino “ignora” incluso ese vacío”. Estas partículas se detectan de manera indirecta. El neutrino choca con materia y produce una partícula cargada, que a su vez genera radiación Cherenkov en agua o hielo. Para identificarlos, existen dos detectores gigantes: Super-Kamiokande, en Japón; y IceCube en Antártida, que cuenta con más de cinco mil sensores ópticos enterrados entre 1.5 y 2.5 km de profundidad.
Sin embargo, los protagonistas de esta historia son los agujeros negros. “Cada vez que hablamos de fenómenos extremos, ahí están ellos. Son como motores cósmicos, procesan y liberan enormes cantidades de energía. Se relacionan con los tres tipos de mensajeros: ondas gravitacionales, neutrinos y rayos gamma. Protagonistas en fusiones y colapsos estelares”.
En conclusión, la sinfonía del cosmos se puede escuchar gracias a la astronomía multimensajera, por eso “la luz nos mostró el universo por milenios; las ondas gravitacionales nos revelan cómo danza el espacio-tiempo; y los neutrinos nos susurran los secretos más ocultos”. En agosto de 2017 se logró detectar la primera fusión de estrellas de neutrones observada, gracias a más de 70 telescopios en todo el mundo.
Fuente: El Colegio Nacional