01 septiembre 2008

LISA y las arrugas en el espacio-tiempo

LISA es el acrónimo de Laser Interferometer Space Antenna. Y ha salido a buscar lo que aún se nos escapa, aunque deberíamos estar inmersos en ellas: ondas gravitacionales o, más poéticamente si cabe, arrugas en el espacio-tiempo. LISA es, en buena medida, el experimento complementario del LHC. Ambos buscan comprobar algunas predicciones que las teorías hacen sobre nuestro universo. El LHC en lo minúsculo, Lisa en lo gigantesco. El LHC implica unas decenas de km de túneles y miles de toneladas de material para examinar los resultados del choque de protones. Lisa es aún más sorprendente como veremos luego.

Ambos experimentos indagan sobre los primeros instantes del universo, sobre su evolución posterior, sobre su estructura íntima a escalas difíciles de entender. Todo ello para satisfacer nuestro instinto de conocer, para aportar algo más conocimiento y que todo lo que vamos aprendiendo, poco a poco, se acabe integrando en una teoría coherente y verificada.

LISA está diseñada para la detección de ondas gravitacionales. Estas ondas se predicen en la Teoría de la Relatividad General pero hasta el presente no han sido detectadas directamente por los instrumentos terrestres. La TRG señala que los objetos masivos deforman el espacio-tiempo y, consecuentemente, alteran el camino que la luz u otros objetos siguen al pasar cerca de ellos. Esta desviación de la luz predicha por la teoría ya fue observada hace décadas. Pero también se predice que la perturbación del espacio-tiempo por objetos muy masivos en movimiento generará cambios en el tejido del espacio-tiempo que se propagarán por el espacio como ondas en un estanque. El paso de esas ondas es lo que LISA buscará.

LISA está formada por una trinidad de pequeñas naves espaciales. Son iguales, con la forma de pastilla cilíndrica, apenas 1.8 m de diámetro por 50 cm de altura, nada que ver con los modelos de las películas de moda. Estas tres naves formarán un triángulo equilátero cuyos lados medirán 5 millones de km y seguirá a la Tierra en su órbita alrededor del Sol a unos 50 millones de km de distancia. Rotarán lentamente en un plano inclinado 60º respecto a la eclíptica. Las tres estarán en comunicación entre sí y la Tierra. Lo primero mediante láseres que medirán la distancia y detectarán cualquier posible modificación en sus posiciones, lo segundo mediante una más convencional comunicación de radio que permitirá conocer los datos y enviar órdenes para, por ejemplo, corregir las trayectorias.

Dentro de esos cilindros habrá dos peculiares objetos: dos cubos de una aleación de oro y platino de 4 cm de arista y con sus caras perfectamente pulidas. Estos cubos flotarán libremente en el interior de cada nave, aislados y protegidos por su "envoltorio" de cualquier otra fuerza que no sea la gravedad. Su posición estará permanentemente determinada con exactitud y precisión enormes mediante interferómetros láser montados en cada nave. Si las ondas de gravedad existen podrán ser medidas por los cambios en las posiciones de los seis cubos. Para mí es un prodigio de imaginación y sencillez: cubos flotando en el vacío que se moverán levísimamente al paso de las ondas de gravitación.

Para detectar estas ondas LISA observará tanto dentro de nuestra galaxia como en galaxias lejanas: sistemas binarios de estrellas de neutrones, estrellas en caída hacia agujeros negros o fusiones de estos son fenómenos que deberían emitir grandes cantidades de energía en forma de ondas gravitacionales. Todo esto lo sabremos dentro de pocos años ya que los tres componentes de LISA, ya en construcción por la Agencia Espacial Europea y la NASA, serán lanzados conjuntamente en el año 2015.

Nota: sólo porque suenan parecido, si quieren conocer a la algo más terrenal Lena pasen por aquí.

LISA en su periplo alrededor del SOL. Se prevé que dure cinco años desde su lanzamiento.

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