FECHA: 29/05/2018
REPORTAJE – ASTROFÍSICA
AUTOR: ANTONIO M. EFF-DARWICH PEÑAFOTOGRAFÍA:DANIEL LÓPEZ, PERE L. PALLÉ,INSTITUTO DE ASTROFÍSICA DE CANARIAS
Aquello que era argumento de películas de ciencia ficción, puede llegar a ser noticia real en los informativos de todos los canales de televisión, en la prensa escrita y las emisoras de radio. Fenómenos como agujeros negros que chocan entre sí o estrellas de neutrones capaces de generar ondas en la ‘malla espacio-tiempo’ son más reales que nunca gracias a los descubrimientos del maravilloso experimento LIGO (www.ligo.org). Las ondas gravitacionales profetizadas por Einstein han sido detectadas. Si bien es verdad que la mayoría de los informativos se despacharon este notición con un par de animaciones embutidas en música ‘new age’, la importancia de este descubrimiento en el mundo de la Física es de primer orden.
Sin embargo, quería hablarles de otro experimento. Éste se ha estado llevando a cabo en Tenerife, en el Observatorio del Teide, nada más y nada menos que desde 1976. Su objetivo es medir diferencias de velocidad entre el Observatorio y la turbulenta superficie del Sol, para poder identificar las ondas sísmicas que se propagan por el interior de nuestra estrella.
De esta forma, de manera análoga a la sismología terrestre, se pretende estudiar cómo funciona el interior del Sol. Con este objetivo, nació hace décadas el grupo de Heliosismología del Instituto de Astrofísica de Canarias. Sirva este humilde artículo como homenaje a todos los miembros del grupo y, en particular, al Doctor Pallé Manzano y al Profesor Roca Cortés (Pere y Teo), dos de las personas a las que más admiro, personal y científicamente. Gracias a ellos, se ha desarrollado un conjunto de técnicas que nos han permitido medir con enorme precisión los patrones de velocidad entre el Sol y la Tierra (bueno, el observatorio del Teide). Y lo más sorprendente es que esto se lleva haciendo desde 1976. Un proyecto científico que lleva funcionando casi 40 años en un país como el nuestro es toda una proeza.
Muchos se estarán preguntando a qué viene todo esto y qué relación tiene (si la tiene) con el descubrimiento de las ondas gravitacionales. Pues bien, estos 40 años de observaciones nos han permitido evaluar con gran precisión otro de esos extraños resultados de la Teoría de la Relatividad (si, esa que asociamos de manera impepinable a Einstein): la ‘dilatación’ del tiempo.
Vayamos por partes. Los que nos dedicamos a la astrofísica analizamos básicamente luz: cuánta nos llega de un objeto, con qué colores, si está polarizada y así, un largo etcétera. La luz nos dice mucho sobre el objeto que la emite; sobre su composición química, la temperatura, el movimiento, su magnetismo y, de nuevo, un largo etcétera.
¿Se han fijado en lo que ocurre cuando tiramos una piedra en medio de una piscina o un charco? Se producen unas olas (ondas) que se desplazan hacia las paredes de la piscina. Podemos contar cuantas olitas de esas golpean la pared cada segundo y veremos que suelen ser dos o tres por segundo. Ese número es lo que llamamos en física la frecuencia de la onda.
La luz puede considerarse una onda, pero en este caso la frecuencia no tiene nada que ver con la que describimos para la piscina. Cuando un haz de luz llega a nuestros ojos, las olitas de esa onda ‘golpean’ nuestra retina, o sea, tiene una frecuencia de unas ¡500 billones de veces por segundo!La onda asociada a un haz de luz roja tiene una frecuencia de 450 billones de veces por segundo, mientras que la frecuencia de un haz de luz azul es de unos 650 billones de veces por segundo. Es importante recordar este hecho: hablamos de veces por segundo, una unidad de tiempo.
Hablemos ahora del tiempo, para lo cual nos vamos a la autopista del norte, en Tenerife. Existe una curva muy pronunciada a la altura del municipio de El Sauzal. Si llamamos A al punto donde empieza la curva y B el punto donde acaba, es lógico suponer que un coche tardará más tiempo tomando la curva que une A y B que yendo a través de la línea recta que une los dos puntos.
La Teoría de la Relatividad nos dice que un cuerpo con mucha masa (en realidad muy denso) es capaz de curvar el espacio-tiempo, por lo tanto un haz de luz debería tardar más tiempo de atravesar la curvada malla espacio-tiempo de un cuerpo muy masivo frente a otro con poca masa (donde la malla es ‘recta’). Sin embargo, la realidad no suele ser tan lógica y la luz tarda lo mismo, independientemente de la masa del objeto situado en esa malla espacio-tiempo. Si la luz tarda lo mismo en moverse por una malla espacio-tiempo curvada o recta, o dicho de otra forma, no se ve perturbada en su velocidad por el campo gravitatorio creado por la masa de los objetos, entonces es que el tiempo debe transcurrir de manera distinta cuando hay un campo gravitatorio intenso o débil. Efectivamente, el tiempo transcurre más despacio en la zona de influencia de un cuerpo con mucha masa (si yo mido ese tiempo lejos de la influencia de esa masa). Pues si eso es así, el tiempo cerca del Sol (un cuerpo con una masa descomunal) debe transcurrir más despacio que cerca de la Tierra, si lo mido desde la Tierra. Recordemos este segundo hecho: el tiempo transcurre más despacio donde hay campos gravitatorios intensos, como en el Sol, medido por un observador que esté lejos de ese campo gravitatorio (como la Tierra).
Aquí viene ahora lo más interesante. Si la ‘duración’ del tiempo depende de la intensidad del campo gravitatorio y si el color de la luz viene dado por la frecuencia de la onda (número de veces por segundo), puede producirse un cambio en el color de la luz al modificarse el tiempo (la ‘duración’ del segundo) cuando se abandona o se entra en un campo gravitatorio intenso. Pues bien, tras tantos años analizando la luz del Sol, Teo, Pere y el resto del magnífico equipo del grupo de Heliosismología del Instituto de Astrofísica de Canarias, han constatado que esta luz se enrojece al alejarse del Sol, tal como predijera Einstein, como consecuencia del cambio en el transcurrir del tiempo. En concreto, los resultados de tan concienzudas mediciones nos dicen que si yo ‘observara’ desde la Tierra un reloj en el Sol, vería que después de un año terrestre, ese reloj estaría retrasado un minuto. Desde que desaparecieron los dinosaurios hasta la actualidad, la Tierra ha envejecido 114 años más que el Sol. ¡Alucinante, pero real!
Volviendo a la curva de la autopista en Tenerife, los lectores no deben confundir la dilatación del tiempo relativista con lo interminable que se hace el tiempo cada mañana cuando se pilla la eterna cola de coches que se dirigen hacia la capital de la isla. Pero esa es otra historia.