Por primera vez, los astrónomos pudieron oír el zumbido de potentes ondas gravitatorias, creadas por colisiones entre agujeros negros, que resuenan por todo el universo. El descubrimiento podría ayudar a los científicos a comprender mejor fenómenos cósmicos como los agujeros negros supermasivos y la frecuencia con que se fusionan las galaxias.
Las observaciones revelan que las ondas -incluidas algunas que ondulan lentamente al atravesar nuestra galaxia, la Vía Láctea- se producen a diferentes frecuencias y oscilan durante décadas.
Un fenómeno predicho por Einstein
El fenómeno, predicho por Albert Einstein en 1916, está compuesto por ondulaciones en el espacio-tiempo que se detectaron por primera vez en 2015 y muestra que cuando las ondas gravitacionales pasan entre la Tierra y un púlsar (estrella de neutrones), la sincronización de las ondas de radio del púlsar se ve alterada.
Einstein afirmaba que las ondas gravitacionales estiraban y comprimían el espacio a medida que se desplazaban por el universo, afectando al modo en que viajan las ondas de radio. Esto significa que algunos de los pulsos llegan a la Tierra una fracción de segundo antes o después de lo esperado.
El resultado de la evaluación científica demuestra que, hasta ahora, los resultados concuerdan con la teoría de la relatividad general de Einstein.
En el análisis de esto se encuentran trabajando más de 190 científicos, quienes se propusieron descubrir las frecuencias de las ondas gravitacionales como parte de la colaboración del Observatorio Norteamericano de Nanohercios para Ondas Gravitacionales, también conocido como NANOGrav.
Para esto, rastrearon las ondas de radio de más de 60 púlsares durante 15 años utilizando tres grandes radiotelescopios: el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico (que ya no está operativo), el Telescopio de Green Bank en Virginia Occidental y el Very Large Array en Nuevo México.
Sus hallazgos aparecen en un estudio publicado el jueves en The Astrophysical Journal Letters.
En busca de un coro celestial
Las ondas gravitacionales detectadas son las más potentes jamás medidas. Es probable que hayan sido provocadas por colisiones de agujeros negros supermasivos y transportan un millón de veces más energía que los fenómenos singulares detectados en los últimos años como resultado de fusiones de agujeros negros o estrellas de neutrones.
"Es como un coro, con parejas de agujeros negros supermasivos repicando a diferentes frecuencias", afirmó en un posteo en Twitter, Chiara Mingarelli, coautora del estudio y científica de NANOGrav.
"Se trata de la primera prueba del fondo de ondas gravitacionales. Hemos abierto una nueva ventana de observación del universo", sostuvo la científica.
El fondo de ondas gravitacionales, una especie de ruido cósmico teorizado durante mucho tiempo, está formado por ondas gravitacionales de frecuencia ultrabaja. Cuando los agujeros negros colisionan en el universo, todas estas ondas zumban y resuenan juntas en el fondo.
El sonido viaja a la velocidad de la luz, pero los astrónomos se dieron cuenta de que una sola subida y bajada de una de las ondas podía tardar años o décadas en pasar debido al efecto de ondulación del espacio-tiempo.
"Estamos utilizando un detector de ondas gravitacionales del tamaño de la galaxia que está hecho de estrellas exóticas (púlsares), lo que me deja alucinado", afirmó Scott Ransom, coautor del estudio y astrónomo del Observatorio Radioastronómico Nacional.
"Nuestros datos anteriores nos decían que estábamos oyendo algo, pero no sabíamos qué. Ahora sabemos que es música procedente del universo gravitatorio. A medida que sigamos escuchando, probablemente seremos capaces de distinguir las notas de los instrumentos que tocan en esta orquesta cósmica", aseguró Ransom.
"La combinación de estos resultados de ondas gravitacionales con estudios de estructura y evolución de galaxias revolucionará nuestra comprensión de la historia de nuestro Universo".
"Me gusta pensar que es como un coro o una orquesta", afirmó por su parte Xavier Siemens, físico de la Universidad Estatal de Oregón que forma parte del Observatorio Norteamericano de Nanohercios para Ondas Gravitacionales (NANOGrav).
"Cada par de agujeros negros supermasivos está generando una nota diferente", dijo el científico, "y lo que estamos recibiendo es la suma de todas esas señales a la vez".
A medida que se recopilen más datos, este zumbido cósmico podría ayudar a los investigadores a comprender cómo el universo alcanzó su estructura actual y, tal vez, revelar tipos exóticos de materia que podrían haber existido poco después del Big Bang, hace 13.700 millones de años.
"Esto es realmente solo el principio de una forma totalmente nueva de observar el universo", resumió Mingarelli.
