Rubén Badillo / NatGeo
El sonido es una onda mecánica que necesita para viajar un medio material, como puede ser el agua o el aire. Por tanto, no se puede propagar en el vacío. Una ley física que se ha usado como recurso en el cine en numerosas ocasiones para dibujarnos el espacio exterior como un lugar inhóspito y aterrador. Solo hay que pensar en Gravity (Alfonso Cuarón, 2013) o Interestellar (Christopher Nolan, 2014). Sin embargo, eso no quiere decir que no haya cuerpos galácticos capaces de emitir sonido ni que los humanos no seamos capaces de detectarlo usando las herramientas adecuadas.
La mejor prueba de ello es un reciente estudio publicado en la revista Physical Review Letters, en el cual se revela que el zumbido colectivo generado por las colisiones de agujeros negros podría ser el elemento definitivo que nos falta para comprender cómo funciona la expansión del universo. Pero, si el sonido no puede viajar en el vacío, ¿cómo lo han detectado? Pues desarrollando un método innovador que emplea las ondulaciones del espacio-tiempo.
Los científicos han centrado su atención en las ondas gravitacionales, aquellas sutiles perturbaciones en la realidad que Albert Einstein predijo hace más de un siglo. Hasta la fecha, los detectores terrestres han captado fusiones individuales de gran magnitud, pero el nuevo enfoque sugiere que existe una vibración de fondo constante. Este ruido es el resultado de millones de choques lejanos y discretos que ocurren de forma simultánea en galaxias remotas.
Esta sinfonía gravitatoria permite calcular la constante de Hubble, una cifra esencial que determina el ritmo al que se alejan los cuerpos celestes. Actualmente, existe una discrepancia significativa entre las mediciones del universo temprano y las del cosmos más reciente, un dilema conocido como la tensión de Hubble. Lograr una cifra exacta mediante este sistema independiente ayudaría a los físicos a decidir si necesitan reformular las leyes actuales de la cosmología.
Gravedad y expansión
El equipo de investigación, que incluye expertos de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign y la Universidad de Chicago, sostiene que este murmullo depende de la velocidad expansiva. «Nuestro método es una forma innovadora de mejorar la precisión de las inferencias de la constante de Hubble utilizando ondas gravitacionales», afirmó el profesor de astrofísica Nicolás Yunes. Su análisis demuestra que el volumen cósmico influye directamente en la sonoridad de este fondo.
Desde que en 2015 se detectaran por primera vez estas señales a través de Ligo, Virgo y Kagra, la capacidad de observación ha crecido exponencialmente. Cada colisión aporta datos sobre la distancia y la masa de los objetos implicados. Según Bryce Cousins, autor principal del trabajo, se espera que existan muchos más eventos que no podemos observar individualmente, conformando lo que se denomina el fondo de ondas gravitacionales.
La intensidad de este fenómeno ofrece pistas sobre la composición y la edad de todo lo que nos rodea. Si la expansión fuese más lenta, habría volúmenes cósmicos mayores y, en consecuencia, un mayor número de fusiones contribuyendo a este zumbido. «Es una idea ingeniosa», señaló Chiara Mingarelli, profesora de física en la Universidad de Yale, al valorar cómo la falta de detección directa ya establece límites a los modelos actuales.
Futuro de la cosmología
La implementación de este sistema supone el nacimiento de una herramienta totalmente nueva para el estudio del espacio profundo. A diferencia de los métodos que dependen de la luz, como las supernovas o el fondo cósmico de microondas, las sirenas estocásticas son puramente gravitatorias. Esto las libera de errores sistemáticos asociados a la observación electromagnética, permitiendo un análisis mucho más limpio y directo del universo.
Con las mejoras tecnológicas previstas para los próximos años, se estima que este murmullo de fondo sea detectado con total claridad. «Mostramos que al usar el zumbido de las ondas gravitacionales de fondo de los agujeros negros que se fusionan en galaxias distantes, podemos aprender sobre la edad y la composición del universo», explicó Daniel Holz. Quizá la solución a los enigmas más antiguos de la ciencia se encuentre en este eco invisible del pasado.
Fuente: National Geographic