Escoltant l'univers
A la recerca de les ones gravitacionals
Làsers d'alta potència extremadament estables que recorren milers de metres, un dels sistemes de buit més grans del món, aïllament sísmic d'última generació i sofisticades tècniques d'anàlisi de senyals permeten afrontar el repte de detectar ones gravitacionals.
Durant dècades molts científics van pensar que mai podríem detectar ones gravitacionals ja que són molt febles. No obstant això, la combinació d'avenços en la tecnologia i l'enginy dels físics va fer possible la primera detecció directa hagi tengut lloc als detectors. LIGO és el més gran d'ells, amb els seus braços de 4 km de longitud. Altres detectors són Virgo a Itàlia i GEO600 a Alemanya.
Distorsions diminutes
Els detectors d'ones gravitacionals han de mesurar desplaçaments de la mida de la mil·lèsima part d'un protó.
Les ones gravitacionals comprimeixen l'espai en una direcció i l'estiren en la direcció perpendicular. Però, quant? Imaginem que disparem un làser que ha de viatjar un metre de distància. Si una ona passa per allà i comprimeix l'espai, el làser es podrà estalviar camí: 0,0000000000000000000001 metres! Estem davant efectes molt, molt petits.
Aquestes minúscules diferències és al que s'enfronten els detectors actuals. I tanmateix, aconsegueixen mesurar-les!
Sensibilitat al límit
Per aconseguir mesurar distàncies tan petites, s'utilitza interferometria làser.
La idea al darrere és bastant senzilla: fem viatjar dos feixos de làser en direccions perpendiculars i els fem rebotar en un mirall que els fa tornar al punt de partida. La manera com interfereixen depèn de quina és la diferència de la distància que han recorregut.
Si passa un ona gravitatòria pel detector, farà que una de les distàncies sigui una mica més petita mentre que l'altra sigui una mica més gran. Quan els làsers interfereixin, podrem saber quant.
Soroll, molt soroll
Per detectar un senyal tan feble qualsevol petit soroll sembla enorme.
El soroll d'un camió passant a quilòmetres d'un detector d'ones gravitacionals pot ser més gran que l'efecte d'una ona gravitatòria. A més del soroll microsismic (moviments de la terra), al detector l'afecten altres sorolls com el tèrmic, causat pel moviment de les molècules que composen els miralls per estar a certa temperatura.
Els sorolls en un detector d'ones gravitacionals afecten de manera diferent a diferents freqüències. La combinació de tots ells marca els límits on un detector pot trobar ones gravitacionals.
La próxima generació
Els futurs detectors d'ones gravitacionals estaran sota terra... o a l'espai!
Per disminuir el soroll a què estan exposats els detectors, la propera generació ja no es col·locarà a la superfície terrestre. Per exemple, el futur "Telescopi Einstein", es col·locarà sota terra. A més, també utilitzarà tècniques de criogènia per refredar els miralls.
eLISAés una missió de l'Agència Espacial Europea (ESA) per col·locar un detector a l'espai. eLisa ens permetrà detectar ones gravitacionals en un rang de freqüències diferents al que ho fem amb els detectors actuals. Amb aquesta missió esperem empènyer encara més els límits de les astronomia actual.
