Diez años de ondas gravitacionales con un nuevo hallazgo: “Hay un baile violento ahí arriba”
En 2015, la comunidad científica se sorprendió al detectar algo que transformaría para siempre la manera de observar el universo. Por primera vez, se observaban ondas gravitacionales: sutiles agitaciones en el tejido del espacio-tiempo, cuya existencia había sido predicha por Albert Einstein un siglo antes. La detección se confirmó a principios de 2016. No fue una casualidad.
Entre las protagonistas de aquel descubrimiento estaba la astrónoma mallorquina Alicia Sintes (Universitat de les Illes Balears). Diez años después, y tras más de 300 colisiones cósmicas “escuchadas” desde la Tierra, la aventura suma nuevos misterios: el reciente descubrimiento del choque de los agujeros negros más masivos jamás observado desafía las teorías sobre la formación de estos objetos extremos.
El universo revela su último secreto
“Es una noticia de última hora del universo… de hace más de 2.000 millones de años”. Las escalas temporales retuercen nuestro sentido común terrícola. “Es ahora cuando hemos detectado esta señal, en concreto, en 2023 (aunque los datos se han publicado ahora, bajo la nomenclatura GW231123)”, recuerda Sintes por videoconferencia desde Palma de Mallorca.
Dos agujeros negros intermedios, con masas equivalentes a las de unos 100 a 140 soles, chocaron en algún momento, seguramente tras haber estado bailando el uno con el otro durante largo tiempo. De su fusión, surgió otro de más de 200 masas solares y un diámetro de unos 1.000 km. Esto rompe todos los récords y pone en jaque los modelos sobre el ciclo evolutivo de estos monstruos cósmicos. “Creíamos que no era posible que se formaran agujeros negros tan masivos a partir de esas fusiones”.
Diez años después de la detección de las primeras ondas gravitacionales, “siguen dándonos sorpresas”. Sintes participa en la colaboración internacional LIGO-Virgo-KAGRA, la gran red mundial encargada de captar las diminutas señales que llegan a la Tierra tras recorrer miles de millones de años luz.
¿Qué son las ondas gravitacionales? Un baile romántico… o violento
Técnicamente, una deformación de todo el espacio-tiempo procedente de algún evento muy energético, como la fusión o choque de agujeros negros o estrellas de neutrones. Normalmente, en sistemas binarios, es decir, cuerpos acoplados que giran uno alrededor del otro. Como en un baile.
Alicia Sintes comparte una de las metáforas más potentes, nacida de la mirada poética de su hija cuando tenía seis años, en 2016: “Esa niñita me dijo que esos agujeros negros estaban muy enamorados, bailando juntos y que se fundieron en un beso”. Así llegó la imagen a la prensa y hoy constituye uno de los relatos más evocadores para imaginar lo invisible.
“Yo discrepo con mi hija, yo lo veo menos romántico, mucho más violento, catastrófico”, bromea, refiriéndose a estos choques de cuya existencia tenemos noticias no mediante telescopios, sino mediante estas ondas gravitacionales. Una nueva manera de observar el cosmos totalmente nueva a partir del equivalente a una onda expansiva en una explosión de la Tierra.
¿Qué se puede ver al escuchar estas ondas gravitacionales? “Si hay materia, como estrellas de neutrones, podemos hacer mediciones de la expansión del universo; encontrar información sobre fusiones de estrellas de neutrones que son laboratorios naturales de física extrema… Gran parte de los elementos pesados en la Tierra, como el oro, provienen de fusiones estelares y de otros objetos”. Eso deja su huella en forma de ondas gravitacionales.
Lo que hemos aprendido en una década
- Confirmar la existencia y origen de los agujeros negros formados a partir de cataclismo estelares. Antes, ni siquiera estaba claro que hubiera parejas de agujeros negros. Y mucho menos, que pudieran fusionarse.
- Entender la frecuencia y naturaleza de las fusiones cósmicas, con más de 300 choques catalogados y cientos más en proceso de análisis. Es algo “que ocurre todo el tiempo, pero sólo nos llegan los más energéticos”.
- Medir la expansión del universo (constante de Hubble) sin depender solo de la luz, especialmente a partir de la colisión de estrellas de neutrones, lo que permite resolver enigmas sobre la velocidad a la que se separan las galaxias, según se va creando espacio entre ellas.
- Reconstruir el origen de elementos pesados en la Tierra, como el oro o el platino, que se forman en las colisiones más violentas de estrellas de neutrones (explosiones de kilonovas).
- Poner a prueba la teoría de la relatividad general de Einstein en condiciones extremas, donde otros métodos son inviables. Es decir, la teoría que postula que la gravedad es el resultado de la deformación del espacio-tiempo por parte de objetos con masa. Una deformación capaz de desviar las rutas de otros objetos o de la mismísima luz.
Pero, como reconoce Sintes, lo más importante es el factor sorpresa: “Porque una cosa es cierta, encuentras algo que desmonta lo que sabíamos, y entonces esas teorías se vuelven más correctas, pero de vez en cuando ocurre algo inesperado y vamos evolucionando”.
Para la astrónoma, las ondas gravitacionales siguen siendo un antes y un después porque abren un canal que la luz no puede atravesar: “Los telescopios como los conocemos son ciegos ante estos eventos. Pero estas ondas nos permiten mirar el universo con otros ojos. Es literalmente una nueva manera de escuchar el cosmos”. Porque lo atraviesan todo.
De hecho, cada vez que una onda gravitacional llega a la Tierra, la deforma ligeramente. Y con ella, todo lo que la puebla. ”Nos hacemos ligerísimamente más altos o encogemos durante una pequeñísima fracción de tiempo”. Desde luego, en una proporción que no podemos percibir. Pero que sí detectan los haces de láser de LIGO-VIRGO-KAGRA, una luz invariable e imperturbable, testigo de esas sutiles deformaciones.
La ciencia espera que en los próximos años podamos detectar ondas gravitacionales de origen aún más exótico, desde las primeras fracciones de segundo tras el big bang hasta colisiones aún más insólitas. Sin embargo, cada hallazgo, como el último choque monstruoso, no solo responde preguntas, sino que, en palabras de Sintes, “abre nuevas incógnitas que ni siquiera imaginábamos”. Hoy, la humanidad oye la “música” del universo, un compás cósmico que nos obliga a reimaginar qué sabemos, quiénes somos y qué lugar ocupamos en este baile tan romántico como violento.
Alicia Sintes: “Detectamos ondas gravitacionales de objetos misteriosos que no podemos explicar completamente”
Entrevista completa con Alicia Sintes en 2024 y la historia de la misteriosa senal Wow! en este capítulo de Tampoco es el fin del mundo, en que también escucharás a Jocelyn Bell (descubridora de los púlsares) y Mansi Kasliwal (CalTech). Un pódcast creado, guionizado y sonorizado por Mario Viciosa, con la producción de Xulio Rodríguez.