Un observatorio de ondas gravitacionales se parece a un micrófono distribuido en diferentes puntos de la Tierra. Cuando llega una señal del espacio —por ejemplo, de la fusión de agujeros negros o de la explosión de una supernova—, cada micrófono escucha algo ligeramente distinto. Hasta ahora se creía que el frente de onda era plano, como la luz de un reflector lejano. Y para los detectores actuales LIGO y Virgo esto es cierto: la onda es tan débil y lejana que su curvatura puede despreciarse.
Los autores construyeron un modelo que describe la ráfaga gravitacional no como una onda plana, sino como un haz enfocado con estructura transversal —el llamado paquete de ondas paraxial. En la era de los detectores de tercera generación (por ejemplo, el Einstein Telescope), esta estructura será perceptible. Provocará un desplazamiento geométrico de fase: una rotación adicional de la onda en el punto de recepción que depende de cómo el haz atraviesa el detector. Si no se tiene en cuenta este desplazamiento, se puede pasar por alto una señal real o estimar incorrectamente su origen.
Para comprobar la idea, los investigadores realizaron un experimento sencillo con datos simulados. Compararon dos métodos de búsqueda de ráfagas: el estándar, que clasifica los eventos por intensidad, y el nuevo, que penaliza aquellos eventos donde las señales en diferentes detectores no son geométricamente consistentes. Resultó que, con un nivel fijo de falsas alarmas, el nuevo método encuentra entre 3 y 4 veces más señales reales. Además, para las señales ordinarias de onda plana, no funciona peor que el antiguo.
Una onda gravitacional de la fusión de dos agujeros negros estira y comprime el espacio menos que el diámetro de un protón: son precisamente estos desplazamientos los que captan LIGO y Virgo.
En la novela «Contacto» de Carl Sagan, una señal extraterrestre contiene instrucciones para construir una máquina que utiliza ondas gravitacionales, pero allí se necesitan para viajar, no para la astronomía.