Ondas de espacio, ondas de tiempo. La búsqueda de la radiación gravitacional

Livingston es un conjunto de casa en medio de una zona boscosa, en la región más pobre del sureste de Estados Unidos. Livingston se ha convertido en un sitio de gran importancia para el estudio de la física fundamental. La estructura es una nueva clase de observatorio astronómico dedicado no a la detección de la radiación electromagnética, sino de un tipo mucho más extraño de señales provenientes del espacio: las ondas gravitacionales.

La gravedad es esa fuerza que hace que vivamos pegados al piso, que nos duela mucho cada vez que nos caemos y que tengamos pesadillas cuando subimos a un avión. Si uno eliminaba toda la fricción lo más posible, todos los objetos caían al mismo tiempo, aunque no pesaran lo mismo. Igualmente no es cierto que los objetos celestes obedecen leyes físicas distintas. Por ejemplo, Kepler demostró que los planetas se movían alrededor del Sol en elipse y no en círculos, pues bien la ley de gravitación de Newton implicaba éstas elipses en forma natural. Newton encontró la forma de describir el comportamiento de la gravedad considerándola como una fuerza que actúa entres cualesquiera dos objetos con masa, pero nadie entendía cómo se propagaba la fuerza de un objeto a otro.




Maxwell y la velocidad de la luz:
Maxwell reunió las leyes existentes de la electricidad y el magnetismo en un conjunto de ecuaciones matemáticas hoy conocidas como ecuaciones de Maxwell en las que la electricidad y el magnetismo resultaba ser manifestaciones distintas de un mismo fenómeno: el electromagnetismo.
Las leyes de Maxwell predecían entre otras cosas, que el campo electromagnético podía propagarse a través del espacio en forma de ondas. Estas ondas electromagnéticas viajaban a una velocidad universal, que resultaba ser una combinación de constantes físicas bien conocidas. Pues bien al calcular el valor de esta velocidad Maxwell encontró que era de aproximadamente 300,000 km/s. Para esa época ya se sabía  que la luz se propagaba a esa velocidad.
Las ondas electromagnéticas vienen en muchas variedades dependiendo de su frecuencia, desde las ondas de radio y las microondas, pasando por la luz infraroja , la luz visible y los rayos ultra violeta, hasta llegar a los rayos X y los rayos gamma. La existencia de las ondas electromagnéticas mostraban por primera vez que la acción a distancia podía consistir de un campo de energía que se propagaba por el espacio a cierta velocidad.
La teoría de Maxwell daba lugar a la siguiente pregunta, ¿Podía la gravedad ser como el electromagnetismo y consistir en un campo de energía que se propaga a cierta velocidad?




La velocidad de Einstein:
Fue pionero de una de los dos grandes revoluciones de la física moderna, la mecánica cuántica, y fue el responsable prácticamente único de la teoría de la relatividad.
En realidad, hay dos teorías de la relatividad llamadas: relatividad especial y relatividad general. La relatividad especial surgió a partir de dos grandes teorías de la física clásica, la mecánica de Newtonn y la electrodinámica de Maxwell.
En 1905 Einstein demostró que se podía reconciliar el principio de la relatividad y la teoría del electromagnética si se alteraban los conceptos de espacio y tiempo. En la teoría de la relatividad de Einstein las distancias y el tiempo de flujo no son absolutas, sino que dependen del movimiento del observador. La relatividad de distancias y tiempos es el precio que hay que pagar si se requiere que las leyes de la física sean absolutas, es decir, que sean igual para todo observador.
La teoría de la relatividad especial se ha confirmado experimentalmente con alto grado de precisión y hoy en día es uno de los pilares de la física moderna. Una de sus consecuencias más importantes es que nada, ni objetos, ni campos de energía, ni efectos físicos de ningún tipo, puede moverse a la velocidad de la luz. La teoría electromagnética de Maxwell cumplía con todo estoy de hecho es la primera teoría relativista aunque nadie lo sabía antes que Einstein.
En la teoría general de la relatividad de Einstein la gravedad deja de ser una fuerza a distancia y se convierte en una distorsión del espacio y el tiempo que altera el movimiento de los objetos inmersos en él. La gravedad ya no se propaga de manera inmediata sino precisamente a la velocidad de la luz.
La relatividad general es una teoría sumamente completa, tanto que muchas veces es muy difícil separar los efectos físicos reales de falsos efectos reales de falsos efectos que surgen de la descripción matemática, en particular, efectos aparentes que se relacionan con el llamado "sistema de coordenadas".