eLISA será el primer observatorio en el espacio para explorar los fundamentos gravitacionales del universo, complementando nuestro conocimiento sobre el comienzo del universo, evolución y estructura. Max-Planck-Institut fr Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) / YouTube

Quizás recuerdes eso en febrero, un consorcio de más de 1, 000 científicos de varios países anunciaron que finalmente habían detectado la primera evidencia tangible de la existencia de ondas gravitacionales. Las olas, predicho por primera vez por Albert Einstein hace aproximadamente un siglo, son básicamente ondas en el tejido del espacio-tiempo causadas por la aceleración de objetos realmente masivos como los agujeros negros.

Detectar ondas gravitacionales desde el punto de vista de la superficie de la Tierra fue una hazaña difícil para el laboratorio del Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO), lo que tomó alrededor de 15 años de esfuerzo y $ 620 millones para lograr su hazaña. Hacerlo implicó disparar rayos láser por pares de túneles de 4 kilómetros de largo y hacerlos rebotar en los espejos. y luego buscar cambios sutiles causados ​​cuando una onda gravitacional deforma levemente los túneles.

Todo eso era necesario porque la superficie de la Tierra está llena de ruido que dificulta la detección de las señales de las ondas; sería mucho más fácil estudiar las ondas gravitacionales desde la relativa tranquilidad del espacio. Es por eso que la Agencia Espacial Europea (ESA) ha previsto implementar eLISA, una constelación de satélites orbitales lejanos que se comunicarían entre sí a través de láseres, a mediados de la década de 2030. Tal observatorio podría escanear el cosmos y no solo detectar ondas gravitacionales, pero mídelos con mucha más precisión de la que podemos hacer aquí en el suelo. Como paso hacia ese objetivo, en diciembre de 2015, La ESA lanzó LISA Pathfinder, un satélite de menor escala diseñado para probar y demostrar la tecnología que planean usar algún día en el proyecto eLISA.

El martes por la mañana, Los científicos de la ESA anunciaron que un componente clave del futuro observatorio a bordo del LISA Pathfinder, un cubo de 4.4 libras (2 kilogramos) de aleación de oro y platino de alta pureza, ha superado una serie de pruebas importantes. Un artículo publicado hoy en Physical Review Letters muestra que, además, el cubo estuvo más cerca de cualquier objeto hecho por el hombre a lograr una verdadera caída libre, es decir, moviéndose por el espacio libre de cualquier fuerza que no sea la gravedad.

Representación de un artista del LISA Pathfinder en órbita alrededor de la Tierra. ESA / Getty Images

Eso es crucial porque eLISA algún día dependerá de tales cubos sin fricción, colocado en un trío de satélites en una configuración triangular en el espacio, todo alrededor de 620, 000 millas (998, 000 kilómetros) separados unos de otros. Sus instrumentos detectarán cambios increíblemente pequeños en la distancia entre los cubos causados ​​por ondas gravitacionales. Pero para hacer eso los satélites tendrán que bloquear otros efectos que ahogarían la señal de las ondas gravitacionales.

Masas de prueba talladas en bloques de aleación de oro y platino de alta pureza vuelan a bordo de la nave espacial LISA Pathfinder. ESA / CGS SpA

"Cualquier ruido en el sistema:presión creada por la radiación solar, térmico, efectos magnéticos y gravitacionales:podrían perturbar la onda gravitacional, "El científico del proyecto de la ESA, Paul McNamara, explicó a través de una llamada de Skype la semana pasada.

Para filtrar esos efectos, LISA Pathfinder está probando un sistema de protección de propulsores, diseñado para ajustar la nave espacial de una manera que compense esos factores.

McNamara dice que LISA Pathfinder contiene una versión muy reducida de eLISA, en el que los cubos se han colocado a solo centímetros de distancia, en lugar de a cientos de miles de kilómetros de distancia. Sin embargo, los resultados de las pruebas le dan la confianza de que la tecnología a gran escala funcionaría igual de bien.

"Lo único que nos falta son los dos vatios de luz del láser [entre ellos], ", dice." Eso es algo que podemos probar en el terreno. La parte que logramos es algo que solo se puede probar en el espacio ".

El uso de interferometría para medir distancias en el espacio con precisión no es un concepto nuevo. Observa McNamara. Citó el ejemplo de la misión GRACE de la NASA, lanzado en 2002, utiliza microondas para medir las variaciones en la distancia entre un par de satélites que están colocados a unas 137 millas de distancia en órbita.

Ahora eso es fascinante

Los cubos de prueba en LISA Pathfinder tienen una diferencia en la aceleración relativa de menos de 10 millonésimas de mil millonésimas de la aceleración gravitacional de la Tierra. Aquí hay una forma más fácil de entender eso:es el equivalente, aproximadamente, del peso de un solo virus.