Una patinadora gira sobre el hielo, alejándose gradualmente de su órbita. Del mismo modo, una estrella pequeña o un agujero negro, al orbitar un agujero negro masivo, pierde energía. Emite ondas gravitacionales: ondas en el espacio-tiempo que los detectores en la Tierra captan.
Pero la danza de esta pareja es más compleja de lo que parece. El compañero pequeño no es un simple punto. Tiene su propia rotación (como una peonza) y una forma que cambia bajo las fuerzas de marea del gigante. Estos detalles influyen en la rapidez con la que se pierde energía y, por tanto, en la propia señal que escuchamos. Los autores del trabajo han calculado por primera vez estos efectos con total precisión, utilizando la teoría de la relatividad de Einstein y el método de 'autointeracción'.
Los resultados no son solo montañas de números precisos, sino también fórmulas prácticas que otros científicos podrán utilizar. Mejorarán los modelos de señales de ondas gravitacionales para cualquier pareja desigual, desde una estrella y un agujero negro hasta dos agujeros negros de masas diferentes. Y, por tanto, los futuros detectores, como el 'Telescopio Einstein' o LISA, podrán captar incluso las 'notas' más silenciosas de la orquesta cósmica.
Así, la danza de una estrella diminuta alrededor de un agujero negro se convierte en la clave para descifrar cómo funciona la gravedad en las condiciones más extremas. Y cada nuevo cálculo, más preciso, nos acerca a escuchar esta música de las esferas en toda su plenitud.
Las ondas gravitacionales de la fusión de agujeros negros se detectaron por primera vez en 2015, pero su existencia fue predicha por Einstein ya en 1916.
En la película 'Interstellar' se muestra un planeta orbitando un agujero negro supermasivo; sistemas similares son los que se estudian en este trabajo.