LISA Pathfinder: a la recerca de les ones gravitacionals

BarcelonaL’Agència Europea de l’Espai ho té tot a punt per llançar la LISA Pathfinder, una sonda espacial que té una missió sense precedents: posar a l’espai un experiment per detectar ones gravitacionals, una de les prediccions d’Einstein. Es tracta de distorsions espai-temps produïdes per esdeveniments violents, com ara la fusió de forats negres o l’explosió de supernoves. Així doncs, arribar a ser capaços de detectar-les i mesurar-les és indispensable per conèixer realment com és l’Univers i els fenòmens violents que han tingut i tenen lloc. La missió compta amb una destacada participació catalana, una dotzena de científics de l’Institut de Ciències de l’Espai (IEEC-CSIC), que hi han estat treballant des del 2004, a més de la col·laboració de l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) i la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC).

La sonda sortirà cap a l’espai la setmana vinent, el 2 de desembre, des del centre de llançament europeu a Kourou, a la Guaiana Francesa, a bord d’un coet espacial 'Vega', que en vuit setmanes la posarà en òrbita al punt L1. Tindrà una vida d’uns sis mesos, tot i que si tot funciona bé es podria allargar mig any més. Els científics de l’IEEC-CSIC rebran dades cada dia que caldrà interpretar.

Experiment complex

Des de Bellaterra, els científics de l’IEEC-CSIC han tingut una important col·laboració en el projecte. Han participat en la creació d’un sistema de diagnòstic i tractament de dades científiques, en el 'software' de vol, en els radiadors i bobines per fer els experiments i els sensors que capten l’ambient, en aquest cas en col·laboració amb l’IFAE i la UPC. Es tracta de tecnologia que cal perfeccionar perquè arribin a captar realment aquestes ones gravitacionals.

Així doncs, la missió experimentarà amb tècniques que s’espera que algun dia les mesurin amb alta precisió les ones gravitacionals, encara que el seu objectiu no és detectar-les de moment. Això s'espera aconseguir en una altra missió que es llançarà el 2034. “En aquesta missió futura, per detectar les ones gravitacionals utilitzarem interferòmetres, que mesuren la distància entre dues masses. Si hi ha variacions en aquesta mesura, vol dir que allò era una ona gravitacional”, explica Miquel Nofrarias, investigador de l’IEEC-CSIC, que participa en el projecte. Es tractarà de tres satèl·lits separats per 1,5 milions de quilòmetres de distància.

En l'experiment actual, les dues masses que esmenta Nofrarias són dos objectes que hi ha dins del mateix satèl·lit en caiguda lliure. Es tracta de dos cubs d’uns 46 mil·límetres d’aresta que a ulls d’un suposat espectador estarien sempre flotant a la mateixa distància. Així doncs, s'espera que els aparells amb què està dotada la LISA Pathfinder detectin la força entre els objectes a un nivell sense precedents, el femtonewton, del mateix pes que un bacteri. "Aconseguir aquesta precisió i estudiar-ne els efectes ens permetrà validar la tecnologia per a un futur detector d’ones gravitacionals a l’espai. Les ones gravitacionals es mesuraran mitjançant variacions en la distància, cosa que demostraria la presència d'aquests efectes que va descriure Einstein en la relativitat general", explica Nofrarias.

Les noves tecnologies que es provaran en aquesta missió poden arribar a revolucionar la forma com s’estudia l’Univers. “Tota la informació que tenim de l’Univers l’hem estat obtenint a partir de l'anàlisi de la llum que ens arriba, i ara el que volem és canviar la manera com l’analitzem: passarem a 'escoltar-lo' –explica Nofrarias–. És com si una vibració arribés a una caixa de ressonància i l'escoltessim”. A la Terra ja hi ha detectors d’aquest tipus. El problema, però, és que hi ha diferents factors ambientals que pertorben les dades que s’obtenen i fan que la detecció sigui més difícil.