Un equipo internacional de investigadores ha logrado obtener nuevos y reveladores datos sobre el horizonte de sucesos de los agujeros negros, ese límite exterior crítico donde la gravedad es tan intensa que nada, ni siquiera la luz, puede escapar una vez que ha sido superado. El estudio se centra específicamente en el momento en que dos de estos gigantescos objetos astronómicos colisionan para fusionarse en uno solo, proporcionando una visión más clara de lo que ocurre en este punto de no retorno.
La investigación ha sido liderada por la Universidad Nacional de Australia, contando con la colaboración fundamental del Instituto de aplicaciones computacionales de código comunitario (IAC3-IEEC) de la Universidad de las Islas Baleares en España, así como del Instituto Perimeter de Física Teórica, ubicado en Canadá. Los hallazgos de este equipo multidisciplinar han sido publicados en la prestigiosa revista científica Nature.
Para llevar a cabo este análisis, los científicos utilizaron los datos de la onda gravitacional denominada GW250114. Esta señal es especialmente relevante ya que representa la onda gravitacional más grande identificada desde que estas fueron descubiertas por primera vez en el año 2015. La GW250114 fue el resultado directo de la fusión de dos agujeros negros, proporcionando una cantidad de información sin precedentes para el equipo de estudio.
Según explicó la investigadora Ornella Juliana Piccinni, del IAC3-IECC, este estudio aporta la primera evidencia observacional directa de señales que están vinculadas a las propiedades del horizonte del agujero negro remanente, es decir, aquel objeto final que se forma tras la colisión de los dos agujeros negros originales. Para lograr estas mediciones, el equipo se sirvió, por primera vez, de las denominadas ondas directas.
Las ondas directas constituyen una parte específica de la señal gravitacional que surge durante la fase final de la fusión. Este fenómeno ocurre mientras el sistema transita desde la colisión violenta hacia la estabilización del nuevo agujero negro resultante. La investigadora Piccinni, quien es investigadora Ramón y Cajal, describió la señal directa utilizando una analogía sonora, definiéndola como «el último ‘grito’ del sistema antes de asentarse definitivamente como un agujero negro».
En este sentido, el equipo midió el último sonido emitido por los agujeros negros durante su colisión. Neil Lu, investigador de la Universidad Nacional de Australia y también firmante del artículo, señaló en un comunicado que, oculta dentro de esa señal general, existe una pequeña componente —las ondas directas— que hasta el momento no había sido detectada por la ciencia.
Desde un punto de vista intuitivo, Piccinni explica que estas ondas directas no representan todavía las oscilaciones libres del agujero negro ya asentado, sino que son la última radiación emitida durante el proceso de caída y reorganización del sistema. Debido a que estas ondas contienen información de la región más cercana al horizonte y a la ergosfera (una zona situada justo fuera del horizonte de sucesos), permiten a los científicos medir propiedades físicas críticas, tales como la gravedad superficial y la frecuencia de rotación del horizonte.
Este avance abre una vía totalmente nueva para estudiar la física de los agujeros negros en una zona del espacio-tiempo extremadamente intensa. Los investigadores consideran que este camino podría ser clave para lograr conectar dos de las grandes teorías de la física: la relatividad general y la física cuántica. Neil Lu añadió que estas mediciones representan un primer paso fundamental hacia futuras pruebas de la relatividad general mediante el uso de ondas directas.
Además, el equipo ha desarrollado una nueva técnica analítica que permitirá a la comunidad científica estudiar la intensidad de la gravedad extrema en el horizonte de un agujero negro y analizar fenómenos complejos como el ‘arrastre del marco de referencia’. Piccinni comparó este fenómeno de arrastre con la acción de una cuchara que remueve miel, donde la rotación del agujero negro arrastra consigo el espacio-tiempo que lo rodea, haciendo que el fluido cercano gire.
Para hacer más comprensible este efecto, la investigadora utilizó otra analogía: sería como estar en el agua sin ver que hay un vórtice enorme cerca, pero notar que todo el entorno empieza a girar. Aunque no se observe el centro del vórtice, sus efectos dejan una huella clara y medible.
Finalmente, se destacó la importancia de la onda GW250114, localizada en 2019. No solo es la más grande detectada, sino que posee una alta calidad de datos. Esta señal ya ha sido objeto de diversos artículos científicos y ha servido para validar algunas de las teorías formuladas por Stephen Hawking sobre los agujeros negros. Cabe recordar que las ondas gravitacionales son arrugas o pequeñas olas en el tejido del espacio-tiempo, producidas por sucesos de gran violencia que liberan cantidades masivas de energía, como ocurre en la explosión de una estrella.
