En 1905, Albert Einstein publicó su famosa Teoría de la Relatividad, en la que, entre otros muchos temas, se describía la existencia de las ondas gravitacionales. Según el físico alemán, estas son perturbaciones del espacio-tiempo transmitidas a la velocidad de la luz y generadas por un cuerpo masivo muy acelerado; como podría ser, por ejemplo, un agujero negro. En su momento, el científico planteó que debían ser demasiado débiles para poder detectarse. No obstante, más de un siglo después, en 2015, un grupo internacional de científicos logró hacerlo por primera vez, gracias a los detectores LIGO y Virgo. Esa fue la primera, después han llegado otras, pero ninguna como la nueva onda gravitacional descrita hoy por un equipo de más de 2.000 investigadores.
Su gran peculiaridad es que, en base a lo que se ha podido estudiar de ella, no hay ninguna teoría que explique su existencia. Y eso, desde luego, presenta un mundo nuevo de posibilidades para el área de la física.
¿Qué sabemos sobre esta nueva onda gravitacional?
La señal en cuestión fue captada el 21 de mayo de 2019, tanto por LIGO como por Virgo, y apenas duró una décima de segundo. Desde entonces, científicos procedentes de 19 países se han encargado de analizarla, hasta descubrir que se trata de una nueva onda gravitacional sin precedentes.
Su primera peculiaridad es que es la más lejana que se ha detectado jamás, por proceder de una distancia de 7.000 millones de años luz.
Pero eso no es lo que la hace más interesante. En realidad, es su origen el que llamó la atención de los investigadores, pues parece proceder de la fusión de dos agujeros negros que dieron lugar a otro, de tamaño mediano. El resultado es una onda gravitacional extraña, totalmente ajena a las detectadas hasta el momento. Según ha explicado en un comunicado uno de los autores de la investigación, publicada en dos estudios de las revistas Physical Review Letters y The Astrophysical Journal Letters, “lo visto hasta ahora era como un chirrido, mientras que esta nueva onda gravitacional es más bien como un ‘bang’”.
Los dos agujeros negros detrás del estallido
Se calcula que los dos agujeros negros cuya fusión dio lugar a esta nueva onda gravitacional tenían 66 y 85 veces la masa del Sol, respectivamente.
En la actualidad sabemos que, si una estrella es lo suficientemente masiva, una vez que se queda sin combustible para mantenerse “encendida”, su núcleo colapsará por su propio peso y dará lugar a un agujero negro. Sin embargo, según las teorías de Einstein y la física estelar, una estrella cuya masa se encuentre entre 65 y 120 masas solares explotaría sin dejar ningún rastro, por lo que los dos agujeros negros que iniciaron la onda no deberían haberlo hecho.
Además, se calcula que el agujero negro al que dio lugar su fusión tendría unas 142 masas solares. Esto estaría entre los agujeros negros pequeños, de tamaño estelar, y los supermasivos. Los primeros apenas superan unas pocas decenas de masas solares, mientras que los segundos pueden tener cientos de miles de ellas. Este punto intermedio se encuentra en un terreno desconocido para la física, como todo lo que parece rodear a este hallazgo.
¿Y ahora qué?
La corta duración de la señal lleva a los científicos que la descubrieron a pensar que, quizás, podría haber sido generada por algo nuevo.
Teóricamente, se conoce que las ondas gravitacionales pueden originarse a partir de explosiones de supernova, agujeros negros, choques de cuerpos muy masivos, la rotación de una estrella de neutrones heterogénea o radiación gravitatoria remanente del Big Bang. No obstante, las que se han logrado detectar procedían originalmente de la fusión de agujeros negros o el choque de estrellas muertas. En este caso, que sea tan diferente a las demás lleva a pensar que podría tratarse de algunas de las otras opciones.
Por un lado, creen que podría deberse al colapso de una estrella dentro de nuestra propia galaxia, aunque es poco probable, pues esto habría dado lugar a una explosión de supernova y no hay señales que indiquen que ocurriera. También podría deberse a una cuerda cósmica. Esta es una alteración hipotética del espacio-tiempo cuya existencia no se ha podido demostrar hasta el momento.
Pero, sin duda, la opción que más emociona a los científicos es que los dos agujeros negros que la originaron en realidad no procedieran del colapso de estrellas masivas, como viene siendo lo habitual. En cambio, podrían ser agujeros negros primordiales, originados durante la expansión de la densa materia del universo en el mismísimo Big Bang. Estos agujeros negros son candidatos a tener las claves de la materia oscura. Si realmente fuesen el gatillo que activó el “Bang”, estaríamos ante una noticia clave para la historia de la ciencia.
