Hace más de un siglo, el reconocido físico Albert Einsten dijo que los fenómenos más violentos del cosmos producen ondulaciones gravitacionales que viajan a la velocidad de la luz en todas las direcciones, tal como lo hacen las ondas que produce una piedra al chocar con el agua.

En su viaje, las ondas recorrerán distancias cosmológicas, y es probable que, al llegar a la Tierra, sean demasiado débiles como para poder captarse. Sin embargo, dos detectores ubicados en diferente partes del mundo lograron captar una señal de ondas gravitacionales en 2019.

Desde entonces casi 2.000 científicos de 19 países han trabajado para reconstruir el fenómeno que las produjo. Sus hallazgos se publicaron recientemente en las revistas Physical Review Letters y Astrophysical Journal Letters.

Dos detectores separados por miles de kilómetros

El 21 de mayo de 2019, dos detectores separados por miles de kilómetros, LIGO, en Estados Unidos, y Virgo, en Italia, captaron una extraña señal de ondas gravitacionales que duró apenas una décima de segundo.

Tras un año de ardua investigación, los científicos informaron que la onda se generó como resultado de la fusión de dos agujeros negros, constituyendo así el fenómeno más grande registrado hasta ahora.

Una onda generada antes de que se formara el sistema solar

Lo curioso es que el evento es tan lejano que ningún humano existía en su momento. Ni los humanos, ni la Tierra, ni nuestro sistema solar. El choque se produjo hace 7,000 años y apenas hace un año llegó una débil onda de las que se generaron en aquel momento.

El evento involucró a un agujero negro con una masa 85 veces superior a la de nuestro Sol que chocó con otro equivalente a unos 66 soles, dando lugar a un agujero negro con una masa de 142 soles. El resto de la masa se transformó en la energía responsable de las ondas que se propagaron en todas las direcciones.

Una fusión inesperada

Se trata de un hallazgo magnífico, pero ciertamente inesperado, y para comprenderlo conviene repasar algunos de los planteamientos de física estelar.

Los agujeros negros se clasifican en dos tipos: los de masa estelar, que se forman como resultado de la muerte de una estrella, y cuyo tamaño no pasa de unas pocas decenas de masas solares; y los de agujeros negros supermasivos, cuya masa corresponde a cientos de miles de estrellas como el Sol. A pesar de ello, los que se conocen apenas se encuentran en el rango intermedio entre estos dos tipos.

En teoría, cuando una estrella de 65 y 120 masas solares muere, explota como una bomba sin dejar rastro alguno. Pero los involucrados en el choque que generó esta onda, de 85 y 66 masas solares, no puede corresponder con una muerte ya que el producto final fue uno más grande. En los dos nuevos estudios, la explicación más admisible es que se trata de una fusión.

“O bien la teoría de evolución estelar que manejamos es incompleta y tenemos que reescribirla, o bien los dos agujeros negros involucrados no provienen de estrellas que murieron, sino que se formaron por fusiones anteriores de agujeros negros más pequeños”, explica Toni Font, físico teórico de la Universidad de Valencia y colaborador de Virgo.

Font dice que el hallazgo presentado hoy saca a los científicos de su zona de confort, ya que no encaja con lo esperado en función de lo conocimientos que se manejan hasta ahora. Por el momento, no hay respuesta a muchas de las preguntas que han surgido, y podría implicar una revisión de teorías ya descartadas, así como el planteamiento de otras nuevas.

Referencia:

Aharonov-Bohm Oscillations in Minimally Twisted Bilayer Graphene. https://journals.aps.org/prl/