El Universo de las Ondas Gravitacionales
Las ondas gravitacionales son ondulaciones en el espacio-tiempo: Albert Einstein las predijo por primera vez en 1916, como consecuencia de su teoría de la Relatividad General. La gravedad se explica entonces como una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo generada por la presencia de masa y energía. Las deformaciones del espacio-tiempo pueden convertirse en ondas, las ondas gravitacionales, que viajan a la velocidad de la luz, propagándose por el universo.
Las ondas gravitacionales producidas por el hombre son siempre insignificantes: para detectar ondas gravitacionales necesitamos mirar al cielo para observar los efectos de cuerpos pesados en rápido movimiento. Las posibles fuentes de ondas gravitacionales incluyen: la fusión de sistemas binarios de agujeros negros o estrellas de neutrones; explosiones de supernovas; terremotos estelares; oscilaciones de agujeros negros; estrellas de neutrones en rotación. Virgo también pretende detectar la suma incoherente de numerosas ondas gravitacionales que no pueden distinguirse individualmente, formando un fondo de ondas gravitacionales. Además, también existe la posibilidad de detectar ondas gravitacionales procedentes de fuentes inesperadas, que no somos capaces de prever.
Tras muchas décadas de avances científicos y tecnológicos, el 14 de septiembre de 2015, las Colaboraciones LIGO y Virgo observaron por fin por primera vez una señal de ondas gravitacionales, utilizando datos de los dos detectores Advanced LIGO, en Hanford y en Livingston. Esa primera señal de ondas gravitacionales de la historia, procedente de la fusión de dos agujeros negros, se conoce como GW150914 (enlace) – las señales de ondas gravitacionales se nombran en función de la fecha (AAMMDD) en que se registran.
La primera gran detección, en la que participaron datos del detector Advanced Virgo, junto con los de los dos LIGO, se produjo el 14 de agosto de 2017 y, por tanto, se denomina GW170814. Tres días después, la red de los tres detectores observó la primera señal gravitacional de la historia procedente de la fusión de dos estrellas de neutrones, la famosa GW170817: esta señal se detectó en coincidencia temporal (con un retraso de apenas 1,7 segundos) con un breve destello de fotones de alta energía (breve estallido de rayos gamma) observado por los satélites Fermi e INTEGRAL. Este descubrimiento histórico de ondas gravitacionales y luz de la misma fuente dio origen a la llamada astronomía multimensajero (ver enlace).
En todos los periodos de observación de Virgo y LIGO, se han detectado un total de 90 ondas gravitacionales: fueron emitidas por las coalescencias de objetos compactos relativistas, con mayor frecuencia (pero no exclusivamente) por sistemas compuestos por dos agujeros negros (BBH, por sus siglas en inglés) que orbitan uno alrededor del otro hasta fusionarse. Observamos las ondas gravitacionales emitidas en las últimas órbitas de la fase espiral, y luego su coalescencia con la formación de un único agujero negro, más pesado.