Las ondas gravitacionales se han convertido en la herramienta más fina para estudiar agujeros negros reales, no solo conjeturas teóricas. Gracias a señales cada vez más limpias, la comunidad científica ya es capaz de tomar medidas directas de propiedades fundamentales y contrastarlas con las predicciones de la relatividad.
En los últimos análisis se combinan dos hitos: por un lado, el registro más claro hasta la fecha del “zumbido” final tras la fusión de dos agujeros negros; por otro, la primera determinación de la “patada” (retroceso) que recibe el objeto resultante, con su velocidad y dirección.
Ondas gravitacionales: lo que cuentan y cómo se captan
Cuando dos agujeros negros se aproximan y se funden, el espacio-tiempo vibra y envía una señal que los detectores LIGO, Virgo y KAGRA pueden medir. Esa señal no es luz, sino información codificada que permite reconstruir el choque completo, desde la aproximación hasta la estabilización del objeto final.
La parte final del proceso, conocida como ringdown o “zumbido”, funciona como una firma acústica: su frecuencia y decaimiento dependen de la masa y del giro del agujero negro recién nacido. Cuanto más nítida sea esta fase, más precisa es la lectura de sus parámetros.
Las colaboraciones internacionales han afinado tanto su instrumentación que hoy se distinguen incluso detalles que hace apenas una década eran indetectables. Esa precisión abre la puerta a comprobar con rigor ideas que llevaban años sobre el papel.
El “zumbido” final confirma a Einstein y Hawking
En un evento extraordinariamente claro, la señal reveló un agujero negro de alrededor de 63 masas solares que además gira a cerca de 100 veces por segundo. Lo relevante es que su comportamiento encajó con la solución matemática de Roy Kerr, que describe a estos objetos mediante solo dos magnitudes: masa y giro.
Este resultado respalda el conocido “teorema de la calvicie”: el agujero negro no conserva información adicional del objeto que lo originó, más allá de esas dos propiedades (y una carga eléctrica que en astrofísica suele asumirse nula).
Además, los datos permitieron poner a prueba el teorema del área de Stephen Hawking, que sostiene que el horizonte de sucesos no disminuye tras una fusión. La comparación antes/después muestra que el área crece, en línea con la segunda ley de la termodinámica aplicada a estos objetos extremos.
Cómo se mide el retroceso tras una colisión
Otra noticia destacada llega desde el Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), que lideró la primera medición simultánea de la velocidad y la dirección del retroceso del agujero negro resultante de una fusión.
El equipo analizó una señal registrada por los detectores en 2019 (GW190412) y concluyó que el objeto final salió despedido a más de 50 km/s. Ese ritmo bastaría para expulsarlo de un cúmulo globular, es decir, de un grupo de estrellas compacto que orbita alrededor de una galaxia.
La clave del método está en que el aspecto de las ondas varía según la orientación del sistema respecto al observador. Midiendo esas diferencias con precisión, es posible inferir hacia dónde “empuja” la asimetría de la radiación y, por tanto, la dirección de la “patada”. En este caso, la trayectoria formaría en torno a 40 grados con la línea de visión desde la Tierra.
Por qué importan la masa, el giro y las “patadas”
Conocer masa y giro permite comprobar si los agujeros negros astrofísicos se ajustan al marco teórico de la relatividad general en el régimen más extremo. Cada nueva fusión bien medida es un test adicional y, si algún día aparece una desviación, podría señalar física más allá de Einstein.
La dirección y la velocidad del retroceso ayudan a vincular las ondas gravitacionales con posibles señales electromagnéticas en entornos densos, como los núcleos galácticos activos. Esa correlación mejora la identificación de eventos y puede refinar medidas cosmológicas, incluido el ritmo de expansión del universo.
Además, la estadística acumulada sobre “patadas” y parámetros de fusión aportará pistas sobre dónde y cómo se forman los pares de agujeros negros: si en cúmulos estelares, discos de galaxias activas u otros escenarios.
La próxima década: más sensibilidad y nuevos retos
Los detectores de la próxima generación prometen ser hasta diez veces más sensibles. Con ello aumentará el número de eventos observados y se podrán imponer pruebas más estrictas a las propiedades de los agujeros negros, desde su estructura interna hasta la validez de los teoremas que los describen.
En paralelo, misiones espaciales previstas para la próxima década, como LISA, extenderán la ventana de frecuencias observables, captando fusiones más masivas y lejanas. Esa combinación de observatorios terrestres y espaciales dibuja un escenario en el que la física de agujeros negros pasará de casos singulares a poblaciones completas.
Todo apunta a que hemos pasado de “oír” tímidos ecos a radiografiar con detalle estos objetos. Las ondas gravitacionales dejan de ser una rareza para convertirse en un canal rutinario de información que, poco a poco, está reescribiendo cómo entendemos a los agujeros negros.
Postposmo
Fuente de esta noticia: https://www.postposmo.com/ondas-gravitacionales-nuevas-pruebas-sobre-agujeros-negros/
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