La detección de ondas gravitacionales de objetos celestes es una de las ilusiones de la astrofísica contemporanea. Las ondas gravitacionales se producen por desplazamientos de grandes cantidades de masa y su detección nos daría diagnósticos imposibles de obtener de otra manera. Empero, la astronomía de ondas gravitacionales es en este momento mas un sueño que una realidad. Entre aquellos que se esfuerzan en realizar el sueño sobresalen, además de Joseph Weber pionero en los experimentos de detección de ondas gravitacionales desde los años sesenta, los científicos que trabajan en proyectos como LIGO, VIRGO y LISA.
El detector LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), experimento conjunto del California Institute of Technology (Caltech) y el Massachusetts Institute of Technology (MIT), es un telescopio fuera de lo común. Consiste de dos túneles perpendiculares de cuatro kilómetros de longitud dispuestos en forma de una enorme "L". Cuando una onda gravitacional pasa por un objeto de esta forma tiene el efecto de comprimir un lado y expander el otro, por lo que para detectar la onda gravitacional basta con medir la longitud de cada tunel con suficiente precisión y ver si difieren. El problema radica justamente en medir con la precisión suficiente: se estima que para poder detectar objetos celestes se requiere medir diferencias en longitudes de una parte en mil trillones (un uno seguido de 21 ceros), es decir una distancia mil veces menor que el tamaño de un núcleo atómico. Tal vez lo mas sorprendente del proyecto es el hecho de que esta diferencia en longitudes pueda ser medida.
LIGO es un sofisticado interferómetro, aparato óptico de medición empleado desde el siglo XIX. Uno de los experimentos mas famosos de la historia de la física fue el del interferómetro de Michelson y Morley que hacia 1890 apuntó hacia la constancia de la velocidad de la luz, base fundamental de la teoría de la relatividad general. El interferómetro de LIGO consiste en un rayo láser dividido en dos haces que se propagan por cada uno de los largos túneles en un sistema vacio. Al final de cada tunel hay un espejo que envia el haz de regreso al otro extremo del tunel. Después de recorrer unas cincuenta veces cada tunel, los dos haces se unen nuevamente en uno solo. Al combinarse se produce el fenómeno óptico conocido como interfencia donde surgen patrones de franjas blancas y negras alternadas; los cambios en estos patrones permiten medir diferencias de longitud de fracciones de la longitud de onda de la luz. Finalmente lo que se pretende medir son cambios en las posiciones de los espejos situados al final de cada uno de los túneles que correspondan al paso de ondas gravitacionales. Para minimizar las vibraciones ambientales que puedan ser transmitidas a los espejos se cuenta con un sofisticado sistema de suspensión que amortigua el movimiento natural del suelo un millón de veces. Para reducir aun mas la posibilidad de medir pequeñisimos movimientos espurios de los espejos se decidió que LIGO constara de dos detectores separados por miles de kilómetros, uno situado en Hanford, Washington, y el otro en Livingston, Louisiana. En el caso de una onda gravitacional debida a un evento celeste ambos detectores deben registrar la misma señal. Para mayor redundancia, el detector en Hanford contiene un detector de la mitad de tamaño, el cual debería registrar desplazamientos de los espejos de la mitad de dimensiones que los del detector completo.
Se requieren varios meses después de la instalación de los dispositivos para que el sistema de espejos y láseres adquiera la estabilidad necesaria para realizar mediciones suficientemente sensitivas del desplazamiento relativo de los espejos. Apenas el pasado 20 de octubre del 2000 el interferómetro de dos kilómetros de Hanford logró "anclar" el sistema y controlar la posición de los espejos con una precisión mas fina que el tamaño de un núcleo atómico. Este "anclaje" duró tan solo dos minutos, siendo el primer paso hacia "anclajes" de mas de un día y medio de duración. El próximo paso es el anclaje del interferómetro de Louisiana (el cual ya tiene el sistema de láseres funcionando) dentro de unos meses, seguido del "anclaje" sistema completo de cuatro kilómetros en Hanford. Se espera lograr estas metas en estos dos años para empezar a escudriñar los cielos en 2002.
En forma paralela a LIGO se desarrollan varios proyectos similares, como el detector VIRGO en Pisa, Italia, el TAMA cerca de Tokyo y el GEO en Hanover. De hecho TAMA, un interferómetro de 300 metros de longitud, fue el primer sistema en conseguir ser "anclado", en mayo de 1999, y podido mantenerse estable en forma continua hasta por doce horas. En un par de años todos estos observatorios funcionaran en forma conjunta, con la posibilidad de confirmar cualquier resultado marginal de alguno de los observatorios. Se está trabajando ya en la próxima generación de instrumentos, como el observatorio espacial de ondas gravitacionales LISA, planeado para el 2010. En cuestión de una década estaremos esperando sentir el ligero paso de las ondas gravitacionales. Cuando estas pasen...