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Nobel Prize in Physics: two Argentines who participated in the experiment

El 14 de septiembre de 2015, a las 5.51 de la madrugada (hora de verano del este de los Estados Unidos), detectores gemelos ubicados a 3000 kilómetros de distancia escucharon, con siete milisegundos de diferencia, un murmullo creado hace 1300 millones de años en una región lejana del cosmos en la que dos agujeros negros se fusionaban en un abrazo salvaje.

Ese sordo latido que llegaba desde más allá de la Vía Láctea probó, a un siglo de que fueran previstas teóricamente por Einstein en su Teoría de la Relatividad General, la existencia de ondulaciones en la trama del espacio-tiempo, llamadas “ondas gravitacionales” y generadas por algunos de los sucesos más violentos del universo.

El evento había sido tan elusivo durante décadas, que los científicos que participaban en el experimento, llamado Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), tardaron cinco meses en confirmar que ese murmullo era efectivamente la prueba que estaban buscando. LIGO es una colaboración en la que trabajan más de más de mil científicos de 15 países, varios de ellos argentinos, como la cordobesa Gabriela González, vocera cuando se dio a conocer el hallazgo, y Mario Díaz, director del Centro para la Astronomía de Ondas Gravitacionales de la Universidad de Texas del Valle de Río Grande. El anuncio hizo historia. “Esta detección es el comienzo de una era: la de la astronomía de ondas gravitacionales”, dijo González durante la conferencia de prensa en Washington.

Hoy, la Academia Sueca de Ciencias le otorgó el premio Nobel de Física 2017 a Rainer Weiss, profesor del Massachusetts Institute of Technology (MIT), Kip Thorne y Barry Barish, ambos del California Institute of Technology (Caltech), los arquitectos de LIGO. Ronald Drever, el científico escocés que cofundó el proyecto murió hace algunos meses.

“Ray Weiss y Kip Thorne empezaron a trabajar en esto en los años setenta”, cuenta Díaz, que está circunstancialmente en Buenos Aires dando un curso de dos meses en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.

“En esa época, estaban intentando detectarlas con unas barras resonantes de una tonelada de aluminio (con la misma idea de que si una soprano canta en la frecuencia adecuada, puede romper una copa de vidrio), pero se habían dado cuenta de que no iba a funcionar. Weiss hizo las primeras cuentas que mostraban que se podrían usar láseres, y Ronald Drever desarrolló una técnica que permitió aumentar la potencia luminosa para poder detectar estos fenómenos”, relata Díaz.

Así suenan dos agujeros chocando

“Entonces, Thorne, que había estudiado la relatividad general, se encontró con Weiss y planearon cómo medirlos. La teoría de Einstein se había hecho muy matemática y hay que darle crédito a Thorne de acercarla a lo sensible. Drever era un físico escocés de la Universidad de Glasgow, muy simpático, muy bonachón. Entre los tres se lanzaron a trabajar y consiguieron los fondos de la National Science Foundation. Fue algo épico, porque muchos astrónomos se presentaron a testificar en contra: no lo querían porque había sido propuesto por físicos y serían mil millones de dólares durante más de 20 años. Me acuerdo de que hasta no hace mucho nos veían como un grupo de «loquitos» que no iban a llegar muy lejos”, recuerda el científico.

A principios de los 90, sigue Díaz, todo se había puesto un poco caótico. Drever se peleó Thorne, en 1992 vino a la Argentina, a un congreso que se realizó en Córdoba, y al volver le habían cerrado la oficina, aunque no pudieron echarlo. “Se «cortó solo» durante mucho tiempo, pero intervino la NSF y trajo a alguien de la física de altas energías -explica-: Barry Barish, que había dirigido el proyecto del Superconductor Supercollider, que iba a ser el acelerador de partículas más potente del mundo hasta que Reagan lo cerró. Barish tenía una gran experiencia en la «Big Science». Él creó la colaboración científica LIGO. En el 98, cuando me uní al proyecto, no éramos más de cien”.
Cataclismos cósmicos

Generadas por cataclismos cósmicos, las ondas gravitacionales estiran y comprimen el espacio y el tiempo a medida que se propagan por el universo, del mismo modo que las ondulaciones que se forman cuando lanzamos una piedrita al agua.

In Gonzalez’s words, they are “wrinkles in space-time” that are produced by the effect of masses that rotate very quickly. To detect them, LIGO researchers devised an interferometer, a device in which an infrared laser reaches a semispectrum, divides into two, and each beam travels four kilometers in a vacuum, bounces off another mirror and meets again. If the distances are the same, they cancel each other out, but if they are different [because of the almost imperceptible distortion that prints a gravitational wave, the detectors see a little light. To get an idea of the feat that made this historical advance possible, the distortion they record is a part in 10-21 (a 0 followed by 20 zeros and a 1), equivalent to the size of an atom in the distance of the Earth to the sun.

“It is a well-deserved prize, although many think that it should have been given to the whole collaboration,” Diaz says. “It was an immense work, many years and many talented people. But it opens a new one, which is astronomy of gravitational waves and suggests that stellar evolution is not exactly as we thought. ”

For gravitational waves to occur, the distribution of matter has to change very rapidly with time. “Two neutron stars that spin around each other or one that is isolated, if not perfectly spherical, can create them,” Diaz says. “Those generated by the great explosion 13 billion years ago, the very instant that one of the most beautiful things is going to be to study the very moment of the Big Bang, it will allow us to know what form of inflation is suffering the universe.

For the second consecutive day, the Nobel awards three scientists working in the United States. Weiss was born in Berlin in 1932 and arrived in New York in 1939. He joined MIT with the idea of becoming an electronic engineer. According to account Dennis Overbye in The New York Times, left the race to follow a frustrated romance and, when returning, doctoró in physics.

Thorne was born and raised in Utah, United States, a doctorate at Princeton University under the direction of John Wheeler and is a close friend of Stephen Hawking. Their task is not limited to the field of academic science. In addition to writing books popularizing science, he was one of the creators and executive producers of the Hollywood movie “Interstellar.”

Barish was born in Omaha, United States, grew up in Los Angeles and studied at the University of California at Berkeley. In the last two years, all of them and also Drever, shared the Kavli Awards of Astrophysics, Gruber of Cosmology, and Shaw of Astronomy.

So far, LIGO and its European counterpart, Virgo, have already made four detections of gravitational waves. The image they paint of the cosmos is full of sound and fury. “Unlike how Aristotle conceived it, the universe is a very, very violent place,” Diaz

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