El gong cósmico: cómo un agujero negro hace sonar un agujero de gusano ✦
Los físicos han calculado la forma de las ondas gravitacionales de un agujero negro de masa estelar que cae en un agujero de gusano atravesable. Resulta que la señal consiste en pulsos repetidos con pausas: el agujero cruza alternativamente la garganta de ida y vuelta. Según los cálculos, con una orientación favorable, estos estallidos son detectables por los detectores terrestres desde distancias de miles de millones de años luz. No se descarta que los detectores ya hayan captado ese 'susurro' de otros mundos, pero no pudieron identificarlo.
«Agujero de gusano» —término que John Archibald Wheeler regaló a la física en 1957— sigue provocando la imaginación. Se trata de un hipotético túnel en el espacio-tiempo curvado que conecta regiones lejanas del Universo, o incluso universos distintos. La idea se remonta al puente de Einstein y Rosen, pero fue Kip Thorne quien, junto a sus colegas a finales de los 80, demostró que un agujero de gusano transitable podría existir si su garganta está revestida de materia exótica con presión negativa, que desafía las nociones habituales de la gravedad.
Imagina un agujero de gusano como un colosal gong cósmico, y el agujero negro que cae en él como un martillo. Cuando el martillo se acerca a la garganta desde nuestro lado, golpea una membrana invisible y genera un estallido de ondas gravitacionales. Pero en cuanto cruza la frontera y pasa al otro lado, el sonido desaparece para nosotros: la señal se corta, como una nota que se desvanece en una realidad paralela. Surge así un patrón característico: pulso, silencio, otro pulso… un eco rítmico de golpes que se propagan a la velocidad de la luz por el tejido del espacio. Cada uno de esos pinchazos es un susurro gravitacional de otro universo, que jamás veremos pero podemos escuchar a escondidas.
Para descifrar este repique cósmico, los físicos construyeron un modelo analítico de la señal en aproximación cuadrupolar. A medida que se acerca a la garganta, los efectos de dilatación del tiempo amplifican bruscamente la amplitud de la deformación del espacio-tiempo. En el espectro aparecen picos brillantes en frecuencias de 10 a 100 Hz, justo en el rango de operación de LIGO. A una distancia de 500 Mpc, la densidad espectral de amplitud alcanza 10⁻²² Hz⁻¹/², superando el umbral de sensibilidad. Dicho de otro modo, si un par así estuviera al alcance, los interferómetros terrestres captarían el «repique» del agujero de gusano por su patrón característico de destellos y silencios, como si escucháramos la respiración de un universo vecino.
Detectar una señal así supondría una revolución observacional. Confirmaría directamente la existencia de agujeros de gusano, objetos que exigen una descripción cuántica de la gravedad y violan las condiciones clásicas de energía. Abriría una nueva ventana a la teoría de la gravedad cuántica y quizás conecte los agujeros negros con la paradoja de la información. Los próximos pasos son adaptar los algoritmos de filtrado adaptado en los datos de LIGO para buscar señales pulsantes con modulación característica. A más largo plazo, incluir la rotación del agujero de gusano y la simulación numérica de efectos no lineales para crear plantillas precisas para futuros observatorios como el Telescopio Einstein.
🎯 El área de la garganta del agujero de gusano es 3600 veces mayor que el horizonte del agujero negro: entra allí como una bola de billar en un tubo gigante, y la materia exótica repulsiva impide que el agujero se colapse.
🎬 La idea de un agujero de gusano transitable se explora en la película «Interstellar» (con Kip Thorne como asesor científico): viajar a través de un túnel así. Las firmas propuestas convierten la ciencia ficción en ciencia observacional: ahora podemos «oír» cómo un agujero negro se sumerge en un agujero de gusano.