Los detectores de ondas gravitacionales funcionan como micrófonos sensibles que captan el temblor del espacio causado por catástrofes cósmicas lejanas. Cuando dos agujeros negros se fusionan en uno, el objeto recién nacido resuena como una campana, y ese tañido es una «voz» única de la gravedad. A partir de las frecuencias y la atenuación de ese tañido, los astrónomos reconstruyen la masa, el espín y otras propiedades del agujero negro — igual que se reconoce un instrumento por su timbre. Pero, ¿y si el espacio está organizado de manera más compleja de lo que parece y contiene dimensiones ocultas? En algunos modelos, nuestro mundo es una membrana gruesa (branas) que flota en un océano multidimensional. Entonces las ondas gravitacionales podrían filtrarse a dimensiones adicionales, y su espectro debería llevar la huella de esa geometría.
Los autores del nuevo trabajo descubrieron que en branas gruesas esa huella espectral se comporta de manera inesperadamente caprichosa. La más mínima perturbación — por ejemplo, una ondulación diminuta en la brana — puede provocar un auténtico «efecto mariposa»: las frecuencias y las atenuaciones de los armónicos cambian drásticamente, como si las notas de una partitura se reordenaran. Al mismo tiempo, la propia señal gravitacional que llega a nuestros detectores permanece sorprendentemente estable en los primeros instantes — el tono fundamental suena casi igual.
La sensibilidad a las perturbaciones depende de dónde se originen: si es cerca de la brana, solo cambia el inicio de la señal; si es lejos, aparecen ecos tardíos claros.
La conclusión más importante: a pesar de la fragilidad del espectro, la «campana» gravitacional en branas gruesas sigue sonando de manera familiar para nuestros instrumentos actuales. Esto significa que los astrónomos pueden usar con tranquilidad los métodos estándar de análisis, sin temor a perder algo importante. Pero en el futuro, cuando aumente la sensibilidad de los detectores, esos ecos tardíos y los sutiles desplazamientos de frecuencias podrían convertirse en una ventana a las dimensiones ocultas.
El efecto mariposa en las branas significa que el desplazamiento de una partícula en una billonésima parte del diámetro de un protón puede reorganizar por completo el espectro de ondas gravitacionales.