Hay lugares del universo que no pueden fotografiarse por una razón bastante definitiva. El horizonte de sucesos de un agujero negro marca el punto a partir del cual nada puede regresar. Ni una nave, ni una partícula, ni siquiera la luz. Todo lo que lo atraviesa queda desconectado del universo exterior. Sin embargo, eso no significa que la región que lo rodea permanezca completamente muda.
Un equipo internacional de físicos ha identificado por primera vez una pequeña pieza de una señal gravitacional que parece conservar la huella directa del horizonte de un agujero negro recién formado. La llaman onda directa y estaba escondida en GW250114, el extraordinario temblor del espacio-tiempo producido por la colisión de dos agujeros negros el 14 de enero de 2025. El resultado se ha publicado en Nature.
No es una señal enviada desde el interior del agujero negro. Eso seguiría siendo imposible. Lo que los investigadores han conseguido aislar procede de sus inmediaciones, justo antes de que la información quede ocultada tras esa frontera cósmica.
La señal más clara de LIGO escondía una voz que nadie había separado
GW250114 fue captada por los dos detectores estadounidenses de LIGO, situados en Hanford y Livingston. La colisión ocurrió a unos 1.300 millones de años luz y estuvo protagonizada por dos agujeros negros con masas de varias decenas de veces la del Sol. El acontecimiento se parecía bastante a GW150914, la primera fusión detectada en 2015, pero una década de mejoras permitió escucharla con casi tres veces más claridad.
La relación señal-ruido del evento completo rondó 80, una cifra extraordinaria en astronomía gravitacional. Eso no significa, como podría interpretarse al leer algunas informaciones, que la nueva onda directa tuviera por sí sola esa intensidad. Al aislarla, los autores calcularon relaciones señal-ruido de aproximadamente 15,8 en Hanford y 17,1 en Livingston. Seguía siendo suficiente para estudiar una característica que antes permanecía enterrada bajo otras vibraciones.
Cuando dos agujeros negros se fusionan, el objeto resultante queda deformado y agitado. Durante un breve periodo vibra mientras se estabiliza, como una campana después de recibir un golpe. Esa fase, conocida como ringdown, produce una combinación de tonos gravitacionales que permite calcular propiedades como la masa y la rotación del nuevo agujero negro.
La onda directa es diferente. Se trata de una señal rápida generada durante la etapa final de la colisión que viaja hacia el observador sin quedar atrapada durante tanto tiempo en la estructura curvada que rodea al agujero negro. Los físicos habían predicho su existencia, pero hasta ahora no habían podido separarla con claridad de las demás oscilaciones.
El agujero negro no solo gira: obliga al propio espacio a girar con él
La información más interesante estaba en la manera en que aquella onda oscilaba y se desvanecía. Según el estudio, su frecuencia está relacionada con la velocidad de rotación del horizonte. Su ritmo de desaparición, en cambio, depende de la denominada gravedad superficial, una medida vinculada a la intensidad con la que la señal queda estirada y debilitada cerca del agujero negro. Ambas propiedades coincidieron con las predicciones para un agujero negro de Kerr, el modelo que describe los agujeros negros rotatorios dentro de la relatividad general.
En esas proximidades ocurre además el llamado arrastre de referencia. Un agujero negro en rotación no se limita a girar dentro del espacio: retuerce el propio espacio-tiempo que lo rodea.
Una forma de visualizarlo es imaginar una varilla girando dentro de un recipiente de miel. La varilla arrastra el líquido próximo y obliga a todo lo que se encuentra cerca a acompañar su movimiento. En un agujero negro, el papel de la miel lo desempeña el tejido del espacio-tiempo. Cuanto más se aproxima algo al horizonte, más difícil resulta permanecer quieto respecto a un observador lejano.
La onda directa habría conservado precisamente esa firma. Su oscilación se produjo cerca del doble de la frecuencia de rotación del horizonte, como esperaba el modelo teórico debido a la naturaleza de la radiación gravitacional. Después se debilitó progresivamente bajo el efecto del corrimiento gravitacional y de la propia geometría del agujero negro.
No hemos visto dentro del agujero negro, pero ahora podemos rozar su frontera
El hallazgo no equivale a obtener una imagen del horizonte ni revela qué ocurre en el interior. Tampoco demuestra todavía que todas las fusiones produzcan una onda directa que pueda medirse del mismo modo. El análisis se apoya en un acontecimiento excepcionalmente limpio y los propios investigadores reconocen que necesitarán modelos más completos y una muestra mayor para comprobar la solidez del método.
Aun así, abre una ventana nueva. Hasta ahora, gran parte de lo que sabemos sobre las inmediaciones de los agujeros negros procedía de simulaciones, de la radiación emitida por la materia que los rodea o de las oscilaciones posteriores a una fusión. La onda directa añade un canal capaz de medir el arrastre del espacio-tiempo y la gravedad superficial en una región donde la relatividad general trabaja bajo sus condiciones más extremas.
Por el momento, Einstein vuelve a salir ileso. La señal observada encaja con sus ecuaciones y no muestra una desviación evidente hacia una física desconocida. Pero esa aparente falta de sorpresa es precisamente lo que convierte el resultado en una herramienta poderosa: ahora existe una nueva forma de buscar grietas.
Dos agujeros negros colisionaron hace más de mil millones de años y enviaron una vibración diminuta a través del cosmos. Cuando llegó a la Tierra, una parte casi oculta de ella todavía conservaba la marca del último lugar desde el que el universo permite regresar.
