Es impensable generar en un laboratorio ondas gravitacionales que sean suficientemente intensas como para poder detectarlas. Harían falta masas enormes que se moviesen con aceleraciones también muy grandes. Tanto es así que es más conveniente intentar detectar ondas producidas por fenómenos astrofísicos (choques de agujeros negros, colisión de de agujeros negros o estrellas binarias, explosiones de supernovas, etc.), a pesar de que los mismos se producen a distancias enormes y por lo tanto las ondas se atenúan en su camino hacia la Tierra.

En la década de 1960 se construyeron los primeros detectores de ondas gravitacionales, que consistían en barras cilíndricas recubiertas de detectores que permitían monitorear ínfimas variaciones en el tamaño de las barras producidas por una eventual onda gravitacional. A pesar de lo ingenioso y preciso de los detectores (podían medir variaciones menores que una parte en 10¹⁶), no se logró establecer la existencia de dichas ondas. De acuerdo con estimaciones teóricas actuales, la deformación que produciría una onda gravitacional típica que llega a la Tierra sería del orden de una parte en 10²¹.

A partir de la década de 1980 comenzaron a ejecutarse proyectos muy costosos para la detección directa de ondas gravitacionales. La idea es construir un interferómetro con brazos de varios kilómetros de largo, de manera de poder detectar variaciones mínimas en el tiempo que un haz láser tarda en recorrerlos. El pasaje de una onda gravitacional haría cambiar la longitud de los brazos, y por lo tanto se detectarían variaciones en los tiempos de viaje de los haces de luz, observando la interferencia entre ambos haces. A los efectos de descartar variaciones en las longitudes debidas a fenómenos locales (como por ejemplo mini terremotos), se deben construir detectores en distintos lugares geográficos. Si detectaran variaciones de longitud simultáneas podría inferirse que las mismas se deben al pasaje de una onda gravitacional.

En el marco del proyecto LIGO (Laser Interferometric Gravitacional Observatory), llevado adelante por científicos del California Institute of Technology y del Massachussets Institute of Technology de los Estados Unidos, se han construido dos interferómetros con brazos de 4 km de largo. Los interferómetros están separados por unos 3200 km y alejados de centros urbanos. El pasaje de una onda gravitacional produciría una variación en la longitud de los brazos del orden de 10^-16 cm (¡menor que el tamaño de un núcleo atómico!). Se está construyendo un tercer detector cerca de Pisa, Italia. En el año 2005 LIGO produjo sus dos primeras publicaciones científicas en la prestigiosa revista Physical Review Letters, en las que se detallan los primeros resultados de las observaciones. Aún no se registró evidencia de ondas gravitacionales, y se sigue trabajando en la mejora de la sensibilidad de los detectores. La observación de la existencia de ondas gravitacionales serviría por un lado para confirmar otra predicción de la teoría de la relatividad, pero además abriría nuevas posibilidades para observar el cosmos desde una perspectiva absolutamente diferente, que da información sobre los más grandes movimientos de masas en el cosmos.

La observación de la existencia de ondas gravitacionales serviría por un lado para confirmar otra predicción de la teoría de la relatividad, pero además abriría nuevas posibilidades para observar el cosmos desde una perspectiva absolutamente diferente, que da información sobre los más grandes movimientos de masas en el cosmos.

Figura: Vista aérea del interferómetro de Hanford.

Existe un proyecto aún más ambicioso basado en un interferómetro espacial, denominado LISA (Laser Interferometer Space Antenna), que consistirá en tres satélites que orbitarán independientemente alrededor del Sol separados por unos 5 millones de kilómetros, formando un triángulo equilátero. El pasaje de una onda gravitacional podría ser detectado midiendo variaciones mínimas en las distancias entre los satélites, usando interferometría láser. Esta misión de la NASA está en desarrollo y se planea su lanzamiento para el año 2015. El experimento durará entre 5 y 10 años.

Figura: concepción artística de LISA en el espacio (NASA).

Desde el punto de vista teórico, la situación tampoco es sencilla. Si bien se sabe que la colisión de agujeros negros u otros astros debe dar lugar a ondas gravitacionales, aún no existen cálculos detallados de las mismas. Las ecuaciones de la relatividad general son matemáticamente diez ecuaciones diferenciales en derivadas parciales, no lineales y acopladas. Cuatro de ellas son vínculos, es decir, establecen relaciones entre las posibles condiciones iniciales. Las seis restantes dan la evolución del sistema. Estas características hacen que no sea sencillo resolverlas aun con las computadoras más poderosas que existen en la actualidad. Muchos grupos de investigación se dedican actualmente a desarrollar métodos numéricos o combinaciones de métodos numéricos y analíticos que permitan resolver de manera eficiente las ecuaciones de la relatividad general.