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Láseres en el espacio: LISA descubre desplazamientos del espacio-tiempo

a 50 millones de kilómetros, se está construyendo el campo experimental. (Fuente: ESA)
a 30 millones de kilómetros, se está construyendo el campo experimental. (Fuente: ESA)
Tres satélites con cubos flotantes de oro y luz láser van a detectar ondas gravitatorias. El sistema está instalado a millones de kilómetros de la Tierra, es gigantesco y puede hacer visible lo desconocido hasta ahora.

La ESA ha presentado sus planes para un detector de ondas gravitacionales en el espacio. Está previsto que la construcción comience en enero de 2025. El lanzamiento al espacio está previsto para 2035. Entonces podrá ponerse en funcionamiento "LISA" (antena espacial interferométrica láser).

Y el sistema no será ciertamente pequeño. Consta de tres satélites, cada uno situado a 1,5 millones de millas (seis veces la distancia entre la Tierra y la Luna) en forma de triángulo equilátero y cada uno en contacto con el otro mediante luz láser.

Las mediciones tendrán lugar en la órbita de la Tierra, pero aproximadamente a 30 millones de millas (un tercio de la distancia entre la Tierra y el Sol) de distancia de la Tierra. Se trata de una zona lo suficientemente alejada de la Tierra como para evitar interferencias. Además, los puntos de Lagrange L4 y L5 también se encuentran a una distancia segura, donde se acumulan nubes de polvo y partículas en interacción con la Tierra y el Sol.

Medidas en el punto negro

Un cubo de oro y platino hace visibles las ondas gravitacionales. (Fuente: ESA)
Un cubo de oro y platino hace visibles las ondas gravitacionales. (Fuente: ESA)

La estructura de la zona de pruebas también es apasionante. Cada uno de los satélites contiene un cubo flotante de oro y platino, cuyo tamaño cabría fácilmente en una mano. La luz láser de cada uno de los satélites mide la distancia a los otros dos objetos de prueba.

Si una onda gravitatoria, básicamente una sacudida del espacio-tiempo, golpea los satélites, la distancia entre los cubos cambia mínimamente. Los cambios son de unas milmillonésimas de milímetro, es decir, de unos pocos picómetros. Aún así, puede medirse con el láser de alta frecuencia.

Además, la distancia entre los tres satélites es tal que se pueden registrar frecuencias de onda antes indetectables. Esto significa que podrán observarse enanas blancas y estrellas de neutrones en colisión situadas en el interior de la Vía Láctea. También debería ser posible determinar su posición a partir de los datos.

Además, hay objetos especialmente pesados que penetran en el horizonte de sucesos de un agujero negro. Ni las antenas de radio existentes ni los detectores de ondas gravitacionales instalados en tierra han podido determinar hasta ahora estos sucesos y las ondas que emiten en el espacio-tiempo. Es como si hubiéramos estado mirando a través del agujero con un parche en el ojo y pudiéramos quitárnoslo por fin en 2035.

Posición y principio básico de las mediciones. (Fuente: ESA)
Posición y principio básico de las mediciones. (Fuente: ESA)
Las diferentes frecuencias de las ondas gravitacionales. (Fuente: ESA)
Las diferentes frecuencias de las ondas gravitacionales. (Fuente: ESA)

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Mario Petzold, 2024-01-30 (Update: 2024-01-30)