¿De dónde ha salido esa onda gravitacional?

Incluso para los astrofísicos acostumbrados a manejar conceptos como supernovas, estrellas de neutrones y agujeros negros, la señal que han captado los dos observatorios LIGO es extraordinaria: un mero “blip” de apenas dos décimas de segundo tan breve que, para que los asistentes a la conferencia de prensa pudieran escucharlo, ha habido que pasar el audio varias veces a velocidad muy lenta.

Ese modesto chasquido contiene información sobre una catástrofe cósmica de proporciones inauditas: el choque –más bien la fusión- de dos agujeros negros de masa mediana, que giraban alocadamente uno en torno a otro, emitiendo en cada giro una perturbación gravitatoria. Es un proceso similar al de los electrones que al moverse por los circuitos de una antena emiten ondas de radio. Sólo que aquí, los electrones son en realidad singularidades, enormes masas concentradas en un simple punto al que su propia gravedad aísla de nuestro universo.

Los dos agujeros negros que protagonizaron la catástrofe se encontraba a unos 1.300 millones de años luz de nosotros, más o menos en la dirección general de la Gran Nube de Magallanes. Con sólo dos detectores, es difícil afinar más; si hubiese estado en marcha un tercero –como el VIRGO europeo, situado cerca de Pisa-, quizá hubiese podido precisarse más.

Ese modesto chasquido contiene información sobre una catástrofe cósmica de proporciones inauditas

Los dos agujeros negros tenían masas 36 y 29 veces mayores que nuestro Sol. Al principio, habían estado separados por una distancia cómoda y su rotación mutua se hacía a velocidades razonables. Pero en cada giro, emitían una debilísima perturbación gravitacional, con el resultado de ir perdiendo paulatinamente energía, acercándose cada vez más entre sí y acelerando su movimiento. A medida que éste se hacía más rápido, las ondas gravitacionales aumentaban su frecuencia, que fue pasando paulatinamente desde unos tonos bajísimos a otros más y más altos.

En sus momentos finales, los dos agujeros negros giraban a aproximadamente la velocidad de la luz. Y recordemos que estamos hablando de unos cuerpos con la masa de treinta soles. En esas condiciones, la frecuencia de las ondas iba aumentando hasta alcanzar valores comparables a los de una nota de piano. Ese es el “blip” que detectaron los observatorios, con una diferencia de sólo 7 milisegundos, primero en Washington y después en Louisiana. Ese es el tiempo que tardó la onda en cubrir los 3.000 kilómetros que separan los dos detectores LIGO. Y esa diferencia es la que ha permitido triangular muy burdamente la posición de la fuente.

La frecuencia de las ondas iba aumentando hasta alcanzar valores comparables a los de una nota de piano

Como si fueran dos bolitas de mercurio que entran en contacto, después de la colisión los dos agujeros negros se fusionaron en uno solo de 62 masas solares. Efectivamente, las masas originales no suman. La diferencia, unos tres soles, se convirtió en una titánica oleada energía: en gran parte la onda detectada son sus restos fósiles. Entre perturbaciones gravitatorias y radiación electromagnética, se calcula que desprendió tanta energía como nuestro Sol en 15 billones de años. Billones europeos, o sea, unas cien veces la edad del Universo.

Por un brevísimo instante, hace más de mil millones de años, en un lugar lejano mucho más allá de nuestra galaxia, la destrucción de dos invisibles agujeros negros generó más energía que la luz que emiten todas las estrellas del Universo visible.

Rafael Clemente es ingeniero industrial y fue el fundador y primer director del Museu de la Ciència de Barcelona (actual CosmoCaixa).