El IGFAE lidera una propuesta para redefinir el análisis de las ondas gravitacionales

Juan Calderón Bustillo, investigador «La Caixa Junior Leader» y «Marie Curie Fellow» del Instituto Gallego de Física de Altas Energías (IGFAE), que pertenece a la Red CIGUS, una iniciativa promovida por la Xunta de Galicia que aglutina a los centros del sistema que han acreditado su excelencia científica, ha publicado un artículo sobre los más de 50 años de estudio de uno de los campos más prometedores de la astrofísica: las ondas gravitacionales. En el artículo publicado en la revista Physical Review X. los autores «dan la vuelta a la tortilla» de los complejos cálculos necesarios para obtener información de estos eventos. El trabajo es fruto de una colaboración del IGFAE con la Universidad de Valencia y la Chinese University of Hong Kong.

¿Qué son las ondas gravitacionales y cómo se detectan?

Las ondas gravitacionales son ondulaciones en el tejido espacio-temporal que viajan a la velocidad de la luz y que se producen a consecuencia de los eventos más violentos del Universo, como las fusiones de agujeros negros o las explosiones de estrellas (supernovas). Fueron predichas por Albert Einstein hace más de 100 años, pero no se observaron directamente hasta el año 2015, cuando lo consiguieron los experimentos LIGO (en el que participa el IGFAE) y Virgo.
Estos eventos se miden con una combinación de dos herramientas: se usan los datos recopilados por los detectores LIGO y Virgo y, a continuación, se comparan con las plantillas o modelos teóricos que describen las ondas esperadas para cada posible fuente de estas ondas, las cuales podemos simular con superordenadores. En esencia, todo funciona como una de esas aplicaciones que pueden adivinar qué canción estamos escuchando al activar el micrófono del teléfono móvil.

Integrales, derivadas, simulaciones teóricas e información de detectores

«Un problema de todo este proceso es que la mayoría de las simulaciones que se realizan no son capaces de darnos directamente el “temblor” del espacio-tiempo que leen los detectores. En su lugar, nos dan algo equivalente a su aceleración, lo que obliga a los científicos a hacer dos integrales de las simulaciones», explica Juan Calderón, que acaba de obtener la prestigiosa beca Ramón y Cajal de la Agencia Estatal de Investigación.

El Dr. Isaac Wong, de la Universidad China de Hong Kong y colíder del estudio, explica: «Si bien la operación de realizar integrales puede parecer sencilla, puede producir errores que solo sabemos controlar para casos relativamente simples, como las fusiones de agujeros negros en órbitas circulares que LIGO y Virgo han venido detectando hasta ahora».