Las ondas gravitatorias son "ondas" en la estructura del espacio-tiempo causadas por algunos de los procesos más violentos y energéticos del Universo. Albert Einstein predijo la existencia de ondas gravitacionales en 1916 en su teoría general de la relatividad. Las matemáticas de Einstein mostraban que los objetos acelerados masivamente (como las estrellas de neutrones o los agujeros negros que orbitan entre sí) interrumpirán el espacio-tiempo de tal manera que 'ondas' de espacio distorsionado irradiarían desde la fuente (como el movimiento que generan las ondas cuando arrojas una piedra a un tanque). Además, estas ondas viajarán a la velocidad de la luz a través del Universo, llevando consigo información sobre sus orígenes cataclísmicos, así como pistas invaluables sobre la naturaleza de la gravedad misma.
Las ondas gravitacionales más fuertes son producidas por eventos catastróficos como agujeros negros colisionantes, el colapso de núcleos estelares (supernovas), estrellas de neutrones coalescentes o estrellas enanas blancas, la rotación ligeramente tambaleante de estrellas de neutrones que no son esferas perfectas y los restos de la gravedad, radiación creada por el nacimiento del Universo mismo.
Aunque ya para 1916 se sabía que las ondas gravitacionales existían, La prueba real de su existencia no llegaría hasta 1974, Casi 20 años después de la muerte de Einstein. En ese año, dos astrónomos que trabajaban en el Radio Observatorio de Arecibo en Puerto Rico descubrieron un “púlsar binario”: Dos estrellas extremadamente densas y pesadas en órbita una alrededor de la otra. Este era exactamente el tipo de sistema que de acuerdo con la teoría general de relatividad, debería irradiar ondas gravitacionales. Sabiendo que este descubrimiento podría usarse para probar la audaz predicción de Einstein, los astrónomos comenzaron a medir cómo el período de las órbitas de las estrellas cambió con el tiempo. Después de ocho años de observaciones, se determinó que las estrellas se acercaban entre sí exactamente a la velocidad predicha por la relatividad general. Este sistema ha sido monitoreado durante más de 40 años y los cambios observados en la órbita concuerdan muy bien con la relatividad general, no hay duda de que está emitiendo ondas gravitacionales.
Desde entonces, muchos astrónomos han estudiado la sincronización de las emisiones de radio, de los púlsares y han encontrado efectos similares, confirmando aún más la existencia de ondas gravitacionales. Pero estas confirmaciones siempre han venido indirecta o matemáticamente y no a través del contacto físico real.
Ese fue el caso hasta el 14 de septiembre de 2015, cuando LIGO por su siglas en ingles (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), por primera vez, detectó distorsiones físicas en el espacio-tiempo mismo causadas por el paso de ondas gravitacionales generadas por dos agujeros negros colisionando a casi 1.300 millones de años luz de distancia. LIGO y su descubrimiento pasarán a la historia como uno de los mayores logros científicos humanos.
Por suerte para nosotros aquí en la Tierra, mientras que los orígenes de las ondas gravitacionales pueden ser extremadamente violentos, para cuando las olas llegan a la Tierra son millones de veces más pequeñas y menos perturbadoras. De hecho, en el momento en que las ondas gravitacionales de la primera detección llegaron a LIGO, la cantidad de temblores espacio-tiempo que generaron fue miles de veces menor que el núcleo de un átomo. Estas medidas inconcebiblemente pequeñas son lo que LIGO fue diseñado para hacer.
