Carlos F. Sopuerta Físic, Investigador Científic de l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE, CSIC i IEEC)

En aquesta ocasió parlaré del “meu llibre”, al qual li he dedicat una gran part del meu temps durant els últims vint anys. De fet, és just de dir que és el llibre de molts científics i col·legues que treballen al mateix projecte (uns milers), principalment a Europa i als Estats Units. Es tracta de la missió LISA (Laser Interferometer Space Antenna = Antena Espacial d’Interferometria Làser) de l'Agència Espacial Europea (ESA), una missió de classe gran del seu programa científic que té com a objectiu principal examinar tot l'Univers observable detectant, en lloc de llum com és habitual en astronomia, ones gravitacionals de baixa freqüència. D'aquesta manera, amb LISA, esperem fer descobriments revolucionaris en astrofísica, cosmologia i física fonamental.

Per posar en context el repte que suposa aquesta missió espacial, analitzarem els seus diferents elements. L'existència de les ones gravitacionals és una conseqüència de la teoria general de la relativitat que Albert Einstein va proposar el 1915. En aquesta teoria, la gravetat no és una força sinó la deformació (curvatura) de l'espai i el temps per la presència de massa /energia. Aleshores, quan la distribució de massa i energia d'un sistema canvia amb el temps (per exemple, quan tenim un sistema binari d'estrelles que orbiten una al voltant de l'altra), també canvia la deformació de la geometria espai-temporal que produeixen, de forma que aquestes deformacions es van allunyant del sistema que les produeix com a ones que viatgen a la velocitat de la llum. Una analogia seria pensar en el que passa quan llencem una pedra a un estany i fem vibrar la seva superfície, generant onades que es propaguen en totes les direccions des del punt on va caure la pedra. Tot i que Einstein ja es va adonar de la seva existència el 1916, no han estat detectades fins a l'any 2015 (cent anys després de la seva teoria!), quan l'observatori nord-americà LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory = Observatori d'ones Gravitacionals d'Interferometria Làser) va detectar les provinents d'una col·lisió de forats negres que es va produir fa més de mil milions d'anys (estaven tan lluny que les ones que van produir van trigar aquest temps enorme a arribar a la Terra). Aquest descobriment ha merescut el premi Nobel de física del 2017. A partir d'aquí, LIGO i altres detectors d'ones gravitacionals com Virgo (Itàlia i altres països europeus) i KAGRA (Japó) han fet descobriments de gran rellevància. Aquests detectors terrestres han detectat ones gravitacionals d’alta freqüència. Però sabem que si volem detectar ones gravitacionals de baixa freqüència, produïdes per sistemes de forats negres supermassius i altres sistemes de gran interès, hem d'anar a l'espai perquè a terra el soroll sísmic i les variacions del camp gravitacional terrestre fan que aquest objectiu sigui impossible.

LISA, liderada per l'ESA i amb col·laboració de la NASA, suposarà una visió nova i única de l'Univers que ens proporcionarà informació sobre com es van formar i evolucionar les galàxies, sobre l'estructura dels forats negres, i sobre si la Relativitat General continua sent vàlida en presència dels camps gravitacionals més intensos que puguem imaginar. LISA implica el desenvolupament de tecnologies revolucionàries en què l'ESA es troba en una posició de lideratge gràcies al treball que s'ha realitzat en les dècades anteriors, en particular després de l'èxit de la seva missió LISA Pathfinder, que va demostrar la viabilitat de les principals tecnologies de LISA. La contribució espanyola, tant a LISA Pathfinder com a LISA, ha estat liderada des del nostre Institut de Ciències de l'Espai (ICE, CSIC), part de l'Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC). Diversos estudis apunten que per cada euro invertit a Espai el retorn és superior a 5 euros. LISA suposa un gran repte científic i tecnològic que posa Europa a través de l'ESA en un lideratge que pot ser molt important per al futur d'aquest sector que no deixa de créixer i és clau per al nostre futur.

Carlos F. Sopuerta

Físic, Investigador Científic de l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE, CSIC i IEEC)

President de l’ACDIC