Durante milenios la humanidad observó el cosmos desde una sola orilla. Primero fue la luz que nuestros ojos captaban en las noches despejadas proveniente de centenares de puntos fijos que guiaron navegantes y alimentaron mitologías. Después llegaron los telescopios, capaces de escudriñar el universo en registros invisibles para la vista pero no para los instrumentos, registrando luz en forma de ondas de radio, rayos X o radiación infrarroja. Cada franja nueva del espectro electromagnético abrió una ventana distinta al cosmos, pero todas compartían la misma limitación de fondo. Todo lo que no emitiera ni reflejara fotones permanecía sencillamente fuera de nuestro alcance.
El legado de Einstein y el nacimiento de una nueva astronomía
A comienzos del siglo XX, Albert Einstein describió la gravedad no como la fuerza misteriosa que Newton había postulado, sino como una deformación de la geometría misma del espacio y del tiempo. De esa imagen surgía una consecuencia asombrosa que el propio Einstein tardó en tomarse en serio, según la cual cuando objetos enormes colisionan, deben producir pequeñas ondulaciones en ese tejido que se propagarían por el universo a la velocidad de la luz. Las llamó ondas gravitacionales, y durante décadas nadie supo bien si algún día podría demostrarse que existían.
No era para menos, teniendo en cuenta que tales arrugas en el tejido espacio-temporal son extremadamente pequeñas. Una onda gravitacional que cruzara la Tierra modificaría las distancias en una fracción menor que el diámetro de un protón, lo que implica tener instrumentos de una precisión sin precedentes para poder detectar algo así.
Un hito histórico: la primera detección directa
Ese sueño se hizo realidad en septiembre de 2015 cuando los detectores del observatorio LIGO registraron en dos instalaciones separadas por tres mil kilómetros una señal que durante apenas dos décimas de segundo agitó sus espejos. Se trataba de un evento ocurrido a más de mil trescientos millones de años luz, cuando dos agujeros negros colisionaron y liberaron en un instante más energía en forma de ondas gravitacionales que toda la luz emitida por todas las estrellas del universo observable durante ese mismo momento. Era la primera detección directa de ondas gravitacionales y el nacimiento de algo que la ciencia llevaba décadas esperando.
El crecimiento de la red global de observatorios
Por primera vez, la humanidad disponía de una manera de explorar el cosmos que no dependía en absoluto de la luz, y desde entonces el crecimiento ha sido extraordinario. Las primeras observaciones incluían apenas unas pocas colisiones de agujeros negros, pero actualmente los observatorios LIGO en Estados Unidos, Virgo en Italia y KAGRA en Japón ya han detectado cientos de eventos que están revelando sorpresas inesperadas. Se han encontrado agujeros negros con masas que parecían imposibles según los modelos tradicionales de evolución estelar; algunos podrían haberse formado mediante fusiones sucesivas en cúmulos estelares densos, construyéndose gradualmente como piezas de un rompecabezas cósmico. También se están detectando sistemas cada vez más exóticos y lejanos, permitiendo reconstruir la historia de estos objetos a lo largo de miles de millones de años.
El futuro: LISA, el Big Bang y la materia oscura
Pero lo más esperado será la misión espacial LISA, un interferómetro formado por tres naves separadas entre sí por dos millones y medio de kilómetros que promete captar fusiones de agujeros negros supermasivos. Más allá, existe la posibilidad de detectar el eco gravitacional del propio Big Bang, una señal que contendría información sobre el universo en sus primeros instantes, cuando era demasiado denso para que la luz pudiera propagarse y que permanece completamente opaco para toda la astronomía convencional. También se está explorando la posibilidad de utilizar las ondas gravitacionales para estudiar la materia oscura, la misteriosa sustancia que constituye aproximadamente el 25% de toda la materia del universo y que permanece invisible para los telescopios convencionales. Si los agujeros negros se encuentran inmersos en regiones ricas en materia oscura, las señales gravitacionales podrían contener pequeñas modificaciones que delaten su presencia.
En tan solo una década, la percepción del universo ha comenzado a transformarse. Después de milenios observando el cosmos, hemos aprendido también a “escucharlo".
SANTIAGO VARGAS*Ph. D. en Astrofísica Observatorio Astronómico de la Universidad Nacional