Una orquesta lejana interpreta una sinfonía, pero la grabación está llena de interferencias. La melodía está escrita para dos instrumentos, pero del ruido parece emerger una tercera voz, suave y desconocida. Así escuchan los astrofísicos las ondas gravitacionales, tratando de captar las más mínimas desviaciones de las predicciones de Einstein.
En 2017, los detectores LIGO y Virgo captaron una señal procedente de la fusión de dos estrellas de neutrones, un evento denominado GW170817. Junto con la onda llegó también un destello de rayos gamma que los astrónomos siguieron durante semanas. Ese destello permitió determinar con precisión la orientación de la onda en el espacio: su polarización. Antes, ese ángulo permanecía desconocido; ahora se ha convertido en una restricción firme para cualquier teoría que intente mejorar la gravedad.
Los investigadores añadieron tres parámetros nuevos a la forma estándar de la señal. Uno correspondía a una 'respiración' escalar, una pulsación adicional que cambia el volumen, no la forma del espacio. Los otros dos modificaban los modos tensoriales habituales. Resultó que la contribución escalar es apenas perceptible, pero el panorama general sigue favoreciendo la simplicidad: la señal pura de Einstein explica los datos mejor que el modelo ampliado.
La conclusión principal no es que Einstein tenga razón una vez más. Lo que se vuelve una herramienta poderosa es el análisis conjunto de señales gravitacionales y electromagnéticas. La restricción sobre el ángulo de polarización, obtenida del resplandor, mejoró la precisión en la estimación de los parámetros no estándar en un 30–60%. Futuras observaciones, en las que se detecten tanto la onda como la luz de un mismo evento, podrán poner a prueba las hipótesis más audaces sobre la naturaleza de la gravedad. Entonces, la tercera voz de la lejana orquesta se hará más clara o se disolverá definitivamente en el ruido.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2604.24526
Gravitational wave (GW) observations provide a unique opportunity to test Einstein's General Relativity (GR) in the strong-field regime. While GR predicts only two tensor polarization modes, generic metric theories allow up to six independent modes. We perform a parameterized test of GR using the parameterized post-Einsteinian (PPE) framework applied to GW170817, incorporating for the first time the polarization angle constraints from the gamma-ray burst afterglow alongside other electromagnetic (EM) counterpart information. We extend the GR waveform by adding a scalar breathing mode and modifications to the tensor modes, introducing three non-GR parameters. We perform Bayesian inference for both quadrupole $$\ell = |m|= 2$$ and dipole $$\ell = |m|= 1$$ angular harmonics, with two frequency evolution models. For $$\ell = |m| = 2$$, we find that within the extended PPE framework the scalar amplitude deviates from zero at the $$2$$--$$3\sigma$$ level, leading to a modest preference for modified gravity. However, due to penalization of extra parameters, Bayesian model comparison still favors pure GR over the extended PPE waveform model, with a log Bayes factor of $$\Delta \log \mathcal{Z} = 4.67 \pm 0.32$$. The EM constraint on the polarization angle places very tight bounds on non-GR parameters; for instance, in the case $$\ell = |m| = 2$$, the bound on the scalar (tensor) amplitude modification parameter improves by roughly $$60\%$$ $$(30\%)$$, highlighting the impact that long-term follow up of GW events can have on tests of gravity.
La colisión de estrellas de neutrones no solo generó una onda gravitacional, sino también una kilonova: una explosión en la que, según se cree, se formaron oro y platino con una masa equivalente a la de toda la Tierra.
En la novela 'Contacto' de Carl Sagan, la señal proveniente del espacio contiene dimensiones adicionales ocultas en la polarización, casi como la búsqueda de nuevos modos de gravedad.