El plan europeo para un nuevo y gigantesco detector de ondas gravitacionales supera un hito

Con su novedoso diseño triangular subterráneo, el telescopio Einstein de Europa sería un observatorio de ondas gravitacionales como ningún otro. ET EQUIPO DE DISEÑO CONCEPTUAL

Con su novedoso diseño triangular subterráneo, el telescopio Einstein de Europa sería un observatorio de ondas gravitacionales como ningún otro.

Por Adrian Cho / Jul. 2, 2021 a las 17:20

Traducido por L. Domenech

Está lejos de ser un trato cerrado, pero los planes de los físicos europeos para construir un nuevo y enorme observatorio de ondas gravitacionales con un diseño radical recibieron un impulso esta semana. El Foro Estratégico Europeo sobre Infraestructuras de Investigación (ESFRI), que asesora a los gobiernos europeos sobre las prioridades de investigación, agregó el observatorio de 1.900 millones de euros, llamado Telescopio Einstein, a una hoja de ruta de grandes proyectos científicos listos para progresar. Los desarrolladores esperan que la medida les dé la validación política necesaria para transformar la idea del Telescopio Einstein en un proyecto.

"Esto no es una promesa de financiación, pero muestra la clara intención de lograrlo", dice Harald Lück, físico de ondas gravitacionales de la Universidad Leibniz de Hannover y del Instituto Max Planck de Física Gravitacional y copresidente del Telescopio Einstein. Comité Directivo. "Es más que un compromiso político".

Los físicos de ondas gravitacionales de EE. UU. También recibieron con agrado el anuncio, ya que creen que podría reforzar sus planes de construir un par de detectores incluso más grandes que el Telescopio Einstein en un proyecto llamado Explorador Cósmico. "En los Estados Unidos, creo que el impulso comenzará a tomar forma", dice David Reitze, director ejecutivo del Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO) y físico del Instituto de Tecnología de California.

Los detectores de ondas gravitacionales detectan pequeñas ondas fugaces en el espacio mismo cuando los objetos astrofísicos masivos, como los agujeros negros, giran y chocan. En los últimos 5 años, los científicos han detectado docenas de pares de agujeros negros fusionados, los fantasmales campos gravitacionales superintensos que quedan cuando las estrellas masivas colapsan en puntos infinitesimales, formando espirales juntas. También han detectado las ondas gravitacionales, y la espectacular explosión, provocadas por la fusión de un par de estrellas de neutrones más pequeñas, los cadáveres ultradensos de estrellas de peso medio que se queman y explotan. Esta semana, los investigadores anunciaron que habían detectado dos veces ondas gravitacionales de un agujero negro que se tragaba una estrella de neutrones.

Para detectar ondas gravitacionales, los físicos emplean gigantescos dispositivos ópticos en forma de L llamados interferómetros. Usan luz láser para comparar las longitudes del brazo de un interferómetro con una precisión exquisita y buscan evidencia de que el espacio se está estirando más en una dirección que en la otra. En los Estados Unidos, LIGO consta de interferómetros gemelos en los estados de Luisiana y Washington, cada uno con brazos de 4 kilómetros de largo. En Italia, el detector Virgo de Europa tiene brazos de 3 kilómetros de largo.

Pero los científicos quieren interferómetros aún más grandes y sensibles. LIGO y Virgo pueden detectar fusiones de agujeros negros a más de 10 mil millones de años luz de distancia. Pero si los científicos tuvieran detectores 10 veces más sensibles, podrían detectar fusiones de agujeros negros desde el borde del universo observable, a 45 mil millones de años luz de distancia. Para lograr tal sensibilidad, Cosmic Explorer consistiría en uno o más interferómetros en forma de L con brazos de 40 kilómetros. En contraste, el telescopio de Einstein sería un triángulo equilátero subterráneo que albergaría un total de seis interferómetros en forma de V (dos en cada esquina) con brazos de 10 kilómetros.

Los físicos de Estados Unidos y Europa esperan construir los detectores a mediados de la década de 2030. La inclusión en la hoja de ruta de ESFRI es un primer paso clave hacia la realización del Telescopio Einstein, dice Michele Punturo, físico y director de investigación del Instituto Nacional de Física Nuclear de Italia y copresidente del comité directivo del Telescopio Einstein. Durante los próximos 3 o 4 años, los desarrolladores del Telescopio Einstein desarrollarán su diseño conceptual existente para el observatorio en un informe de diseño técnico más detallado, dice Punturo. Más importante, dice, comenzarán el proceso de ampliar la colaboración internacional para apoyar el proyecto. Actualmente, el equipo del telescopio Einstein recibe apoyo de Bélgica, Italia, Países Bajos, Polonia y España.

De hecho, dice Punturo, ESFRI existe porque el gobierno central europeo, la Comisión Europea, no tiene un mecanismo predeterminado para organizar y financiar proyectos internacionales tan grandes. (La Agencia Espacial Europea, el Observatorio Europeo Austral y el CERN, el laboratorio europeo de física de partículas, tienen sus propias estructuras organizativas únicas, pero ninguno de ellos tiene la experiencia científica necesaria para construir un observatorio de ondas gravitacionales). por el Consejo Europeo y está formado por representantes de las agencias nacionales de financiación científica, tiene como objetivo ayudar a establecer prioridades para las grandes instalaciones internacionales en Europa.

Sin embargo, queda en manos del equipo del Telescopio Einstein desarrollar la organización que apoyará el proyecto, dice Punturo. Por ejemplo, dice, la organización podría seguir el modelo del CERN. El imprimatur de ESFRI será vital para obtener apoyo y financiación de naciones individuales, dice. "La hoja de ruta del ESFRI está abriendo la fase preparatoria que debe realizar todos los pasos técnicos, legales y financieros para llegar al punto en el que podamos decir, 'Está bien, estamos listos para continuar'".

“Construir una comunidad es sin duda una gran parte del diseño de las instalaciones”, dice Jocelyn Read, física de ondas gravitacionales y miembro de LIGO en la Universidad Estatal de California, Fullerton. Ella señala que el impulso para construir la próxima generación de detectores de ondas gravitacionales es menos una competencia que una colaboración: "Cosmic Explorer y Einstein Telescope harían la mejor ciencia trabajando juntos".

El artículo original se puede leer en inglés en Science