¿Cuál es el mayor avance que se ha realizado en el mundo de la astronomía hasta el momento? ¿Por qué?

El mayor avance de la astronomía es la mirada mágica de un niño que mira a las estrellas o la luna por primera vez y siente que él y todos son parte del cosmos. De ese momento especial, han surgido las vocaciones que llevaron a grandes genios y olvidados trabajadores a preguntarse qué hay más allá.

¿Qué ventajas supone la tecnología para el avance en este campo?

Avanzar en cómo funciona el Universo requiere tanto de teorías como de medidas. En nuestra época, las teorías van muy por delante de lo que hemos medido. A menudo son muy elegantes (por ejemplo, la teoría de la relatividad general), pero sin base empírica, quedan muy cojas. La instrumentación para avanzar en astronomía es cada vez más compleja: mayores telescopios en el espacio y en la Tierra, más sensibilidad, controles automáticos, filtrado de grandes cantidades de datos, nuevos materiales, nuevos procesos de fabricación, etc. Todo esto llevó, lleva y llevará a inventar lo que no existe y descubrir una nueva Física. Un poco más tarde, a menudo otras personas, transforman toda esa tecnología en aplicaciones mucho más prácticas y que mejoran la vida de las personas y la sociedad. En LISA Pathfinder hemos inventado nuevos láseres, que ya se están usando en aplicaciones donde hay que medir distancias con gran precisión.

¿Podría decir cuál es el futuro de la astronomía?

¡Uf, qué difícil! Creo que los grandes temas serán la caracterización de planetas como la Tierra, la búsqueda de vida en nuestro sistema solar y fuera de él, la naturaleza de la materia y energía oscuras y, por supuesto, la física extrema y del universo antiguo gracias a los telescopios de ondas gravitacionales.

La misión LISA supone la investigación acerca del comienzo, fin y límites del Universo. ¿Cómo son los tiempos de prueba y de trabajo con el Universo?

El trabajo es algo del día a día, y como tal, no es llamativo. Es solo cuando uno cambia la perspectiva, cuando uno observa que está contribuyendo a la construcción de una gran catedral de la ciencia que tarda siglos, se puede valorar el trabajo que hacemos. Yo he tenido la fortuna de ser el jefe o director del proyecto LISA Pathfinder, liderar el desarrollo de todos los aspectos de la misión y ser responsable de que se cumplieran los requisitos técnicos dentro del plazo y presupuesto fijados. Esto incluye el satélite, la instrumentación, la puesta en órbita con el vehículo lanzador y las operaciones y verificación en órbita. En ESTEC, donde está el equipo de proyecto de la ESA, no se hace todo este trabajo, sino que se contrata o se delega a otros equipos; por ejemplo, el satélite se contrata con un contratista principal quien en nuestro caso es Airbus Defense & Space, el lanzamiento se contrata con Arianespace, o las operaciones de delegan en ESOC (el centro de operaciones de la ESA en Darmstadt). En la ESA, y en particular para las misiones científicas como LISA Pathfinder, damos prioridad a que se cumplan las expectativas científico-técnicas. Desde el comienzo en 2004 hasta concluir las operaciones en órbita, han sido 13 años.

Por otro lado, el día a día cambia en función de la fase del proyecto: no es lo mismo la fase de fijar requisitos o iniciar los contratos (más de hacer análisis y diseño), que la fase de ensayos o la campaña de lanzamiento (más de acción práctica).

Lo que no cambia es que el trabajo siempre es en equipo. Es clave que la información fluya, que los temas se discutan con las personas que más saben, y que los objetivos y decisiones sean conocidas y compartidas por todos. La mayor parte del día, me dedico a escuchar y a asegurarme de que la comunicación sea efectiva. Aunque el acuerdo surge con frecuencia de manera natural, es parte de mi trabajo tomar y comunicar decisiones. Todo esto se hace a través de muchos correos electrónicos, documentos, reuniones presenciales o por medios telemáticos, etc.

¿Cuál es la misión y objetivo de Lisa Pathfinder y qué le diferencia de otros observatorios? 

Hace cien años, Einstein postuló la teoría de la relatividad general, que es la mejor teoría sobre la gravitación que conocemos. Un año más tarde, a partir de sus ecuaciones, dedujo el concepto de ondas gravitacionales. La teoría explica la gravedad como la relación entre masa y energía, por un lado, y la geometría del espacio-tiempo por otro.

Por ejemplo, la masa de nuestro Sol curva el espacio-tiempo, de manera que un pequeño cuerpo en su órbita (lo llamamos masa de prueba) está en caída libre en un espacio-tiempo que está curvado.

Este es el objetivo de LISA Pathfinder (LPF): situar dos masas de prueba en una caída libre casi perfecta y medir lo que cambia su distancia relativa con una precisión de unos pocos pico-metros. ¡Esto es la millonésima de la millonésima de un metro! LPF supone una mejora en la obtención de una caída libre casi perfecta -también se puede llamar micro-gravedad- entre 100 y 1.000 veces mejor que en cualquier otro experimento en el espacio o en la Tierra.

La obtención de resultados con LISA, ¿qué tipo de conocimientos añadiría a los actuales?

El pasado siglo ha contemplado un enorme progreso en nuestro entendimiento del Universo. Sabemos que emergió de un Big Bang inicial, que se sigue expandiendo y que contiene estructuras (de masa ‘normal’) que irradian luz. Sabemos que se siguen formando estrellas, que en los centros de las galaxias hay grandes agujeros negros, …

Hemos avanzado mucho utilizando la radiación electromagnética (luz visible, infra-roja o ultra-violeta, rayos X o Gamma, ondas de radio) como con nuestra herramienta para observar el Universo. Sin embargo, la gravedad es el motor de muchos de los procesos que pasan en el Universo, y su acción sobre todas las formas de masa o energía es oscura (sin luz). Como predijo Einstein, y se ha comprobado con las medidas de LIGO, la gravedad tiene su propio mensajero: las ondas gravitacionales, que viajan sin apenas obstáculos desde su creación.

Observar ondas gravitacionales que nos llegan de fuentes cósmicas nos permitirá explorar un Universo inaccesible de otra manera, un Universo donde la gravedad se manifiesta en condiciones nuevas y extremas.

El futuro observatorio LISA será sensible a ondas de baja frecuencia (o período largo). La señal de LIGO duró 0,2 segundos, y las frecuencias de la fusión de los dos agujeros negros fueron en torno a 100 Hz (un período de 0,01 segundo). Estos números son fantásticos: indican que dos cuerpos, cada uno de unas 30 veces la masa del sol, están girando alrededor del otro unas doscientas veces por segundo, a velocidades de 0,6 la de la luz. Por contraposición, LISA analizará señales de baja frecuencia, entre 0,0001 y 0.1 Hz (períodos de 10.000 segundos, o tres horas); hay muchas fuentes en esas bajas frecuencias en el volumen detectable, así que siempre habrá muchas señales. Por ejemplo, la fusión que detectó LIGO, podría haber sido medida por LISA hace unos cuatro años, y durante la mayor parte del tiempo (hasta que el período de giro fuera demasiado corto). Además, LISA será sensible a fenómenos que LIGO no puede, como espirales de agujeros negros cósmicos, que son los que están en el centro de las galaxias.