Ondas gravitacionales: qué son y las 350 ya detectadas

El oro de un anillo no se fabricó en la Tierra, ni en el Sol, ni en ninguna estrella corriente. Hasta 2017 era una sospecha teórica; ese año, la colisión de dos estrellas de neutrones se detectó primero como una sacudida del espacio-tiempo y, 1,7 segundos después, como un destello de rayos gamma. Setenta observatorios apuntaron al mismo punto y vieron cómo se forjaban metales pesados en directo. Esa es, hasta hoy, la demostración más rotunda de para qué sirven las ondas gravitacionales: no confirman a Einstein, ya está confirmado. Sirven para ver lo que la luz no enseña.

No viajan por el espacio: son el espacio

Conviene fijar bien la idea porque es lo que las hace distintas de todo lo demás. Una onda de sonido necesita aire; una onda en el mar es agua que sube y baja. Una onda gravitacional no se propaga a través de nada: es la geometría misma la que ondula. Cuando una te atraviesa, durante una fracción de segundo tu cuerpo se estira en una dirección y se encoge en la perpendicular, y luego al revés.

Eso solo tiene sentido si el espacio-tiempo es algo con forma, que se puede deformar. Es decir, si la gravedad es geometría y no una fuerza. Einstein dedujo la existencia de estas ondas en 1916, un año después de publicar la relatividad general, y acto seguido calculó el tamaño del efecto y concluyó que sería imposible de medir. Llegó a dudar durante años de que fueran algo físico y no un artefacto matemático.

Las fuentes potentes son masas enormes acelerando de forma brutal, y no hay nada que cumpla eso mejor que dos agujeros negros orbitándose. A medida que emiten ondas pierden energía, así que se acercan; al acercarse giran más rápido y emiten más. El proceso se acelera hasta que, en los últimos instantes, dan cientos de vueltas por segundo y se fusionan.

Cómo se mide algo tan pequeño

El truco tiene siglo y medio: un interferómetro. Se lanza un rayo láser contra un divisor que lo parte en dos, cada mitad recorre un brazo perpendicular al otro, rebota en un espejo al fondo y vuelve. Al recombinarse, las dos mitades se anulan entre sí y el detector no ve nada. Si uno de los brazos cambia mínimamente de longitud, la cancelación deja de ser perfecta y aparece luz donde no debería haberla.

Los brazos de LIGO miden 4 kilómetros cada uno y forman una L. El láser no los recorre una vez: rebota unas trescientas veces entre espejos antes de salir, lo que multiplica el recorrido efectivo. Los espejos son bloques de 40 kilos de sílice pulida colgados de péndulos de cuatro etapas para aislarlos de las vibraciones del suelo.

Con todo eso, la variación de longitud que hay que detectar es del orden de una milésima del diámetro de un protón. Para hacerse una idea del problema: a esa escala molestan los camiones de la carretera cercana, las olas rompiendo en una costa a kilómetros, los terremotos del otro lado del planeta y hasta la agitación térmica de los átomos del propio espejo. Por eso hay dos detectores separados 3.000 kilómetros, en Washington y en Luisiana: una señal real tiene que aparecer en ambos con el desfase que corresponde a la velocidad de la luz. Cualquier cosa que solo salga en uno es ruido local.

La noche que se vio fabricar oro

El 17 de agosto de 2017 llegó una señal distinta: más larga, de unos cien segundos, y con las masas equivocadas para ser agujeros negros. Eran dos estrellas de neutrones fusionándose, a 130 millones de años luz, en una galaxia llamada NGC 4993.

Y esta vez, a diferencia de los agujeros negros, hubo luz. Un segundo y siete décimas después de la señal gravitacional, un telescopio espacial detectó un estallido corto de rayos gamma en la misma dirección. Se lanzó una alerta y en cuestión de horas unos setenta observatorios de todo el mundo y en órbita estaban mirando el mismo punto del cielo, cubriendo todo el espectro electromagnético, del radio a los rayos X.

Lo que vieron fue una kilonova: un resplandor que se enfriaba y enrojecía en días, exactamente como predecían los modelos de formación de elementos pesados. En una fusión así, la materia expulsada está tan cargada de neutrones que los núcleos capturan unos cuantos de golpe y ascienden por la tabla periódica hasta el oro, el platino y el uranio. Las estimaciones de aquel suceso hablan de varias masas terrestres de oro producidas en segundos.

De paso, aquel 1,7 segundos de desfase resolvió otra pregunta con una precisión brutal. Tras 130 millones de años de viaje, la onda gravitacional y la luz llegaron prácticamente a la vez, lo que confirma que la gravedad se propaga a la velocidad de la luz con un margen de error minúsculo. Varias teorías alternativas a la relatividad general quedaron descartadas esa misma noche.

De un caso excepcional a una rutina

En 2015 hubo una detección y fue portada mundial. Hoy el recuento anda por las 350, y más de dos tercios de todas ellas llegaron en la última campaña de observación. En marzo de 2026 se publicó un catálogo que por sí solo más que duplicó el número de sucesos conocidos. Ya no se anuncia cada uno: se publican por lotes.

El tercero de la tabla es un problema teórico interesante. Los agujeros negros que nacen del colapso de una estrella no deberían poder tener esas masas: hay un rango prohibido en el que la explosión de la estrella progenitora la destruye por completo sin dejar resto. Que existan dos de 130 masas solares orbitándose sugiere que se formaron de otra manera, probablemente por fusiones anteriores, agujeros negros hechos de agujeros negros. Eso es exactamente el tipo de objeto que hacía falta para explicar cómo se forman los gigantes que hay en el centro de las galaxias.

Lo que viene

A corto plazo, una campaña de seis meses que arranca a mediados de noviembre de 2026 con los dos detectores estadounidenses, el europeo Virgo y el japonés KAGRA según disponibilidad. La siguiente gran campaña se plantea ya para el final de la década.

Pero el salto de verdad son dos proyectos con horizonte en 2035. Uno es LISA, aprobado por la Agencia Espacial Europea en enero de 2024: tres naves formando un triángulo de 2,5 millones de kilómetros de lado, orbitando el Sol y midiendo su separación con láser. Al no tener suelo debajo, escapa del ruido sísmico y puede captar frecuencias mucho más bajas, es decir, fusiones de agujeros negros supermasivos, los de millones de masas solares.

El otro es el Einstein Telescope, europeo y subterráneo: un triángulo de 10 kilómetros por lado enterrado a cientos de metros de profundidad para huir de las vibraciones. Hay tres candidatos a albergarlo, la región fronteriza entre Países Bajos, Bélgica y Alemania, Sajonia y Cerdeña, y la decisión se espera en 2027. En julio de 2026 ya empezaron las obras de un laboratorio subterráneo en una antigua mina sarda, la de Sos Enattos, como parte de la candidatura italiana.

Lo que todavía no sabemos

De dónde salen tantos agujeros negros emparejados. Antes de 2015 no se sabía siquiera si existían parejas de agujeros negros lo bastante cerca como para fusionarse en menos que la edad del universo, y ahora se detectan a razón de varios por semana en campaña. Hay dos explicaciones posibles, que nacieran ya juntos como sistema binario de estrellas o que se encontraran después en el interior de cúmulos estelares densos, y todavía no está claro cuál domina.

Falta también el fondo de ondas gravitacionales del universo primitivo. Si la inflación cósmica ocurrió, debió dejar un rumor de fondo que hoy sería la señal más antigua accesible, muy anterior a la luz más vieja que podemos ver. Detectarlo exigiría instrumentos que ni siquiera están en los planos.

Merece la pena cerrar con lo que ya ha cambiado. Durante toda su historia, la astronomía consistió en recoger luz: primero con los ojos, luego con lentes, después en longitudes de onda que el ojo no percibe, como las de los púlsares y cuásares. Todo eso son variantes del mismo sentido. Las ondas gravitacionales no son luz, atraviesan la materia sin inmutarse y proceden de sucesos que no emiten nada visible, como el choque de dos objetos de materia degenerada. Es la primera vez que el universo se observa con algo que no es luz. El resto de lo publicado sobre estos objetos está en la sección de agujeros negros.