60 000 señales artificiales: esa cantidad de huellas se necesitó para enseñar al programa a distinguir los patrones que dejan los agujeros negros en fusión. Cuando dos agujeros negros chocan, perturban el propio tejido del espacio-tiempo: desde el lugar de la fusión de agujeros negros se propaga una onda gravitacional (rizado del espacio). Los detectores LIGO, construidos con la participación de Rainer Weiss, captan este rizo mediante interferometría (superposición de rayos de luz) — tal como Einstein predijo hace cien años.

Cada señal se convierte en una imagen tiempo-frecuencia: la transformada Q. Una mancha brillante indica un estallido energético. Estas imágenes son auténticas huellas dactilares de catástrofes cósmicas. Pero hay un inconveniente: dos fenómenos completamente diferentes pueden dibujar patrones casi idénticos. El primero: cuando la onda, en su camino hacia la Tierra, rodea un objeto masivo (por ejemplo, un cúmulo de materia oscura). Este efecto de microlente gravitacional (focalización de la onda por un cuerpo compacto) altera ligeramente el brillo y la frecuencia de la señal. El segundo: cuando el propio par de agujeros negros gira y su órbita se bambolea como una peonza. Entonces el patrón también se distorsiona, pero de otra manera.

Para distinguir rápidamente estos casos, los investigadores utilizaron aprendizaje automático. Generaron 60 000 simulaciones numéricas de señales de tres tipos: normales, distorsionadas por rodeo de un obstáculo y distorsionadas por rotación. Cada señal se sometió a ruido realista y se convirtió en transformadas Q mediante algoritmos de procesamiento de señales. Estas 60 000 imágenes se alimentaron a una red neuronal convolucional (un programa que aprende a distinguir patrones, como nosotros distinguimos rostros). Tras el entrenamiento, aprendió a determinar en segundos lo que le había sucedido a la onda.

En datos ideales la precisión alcanzó el 95%, casi sin errores. Con el ruido real del detector LIGO es un poco menor, 82%, pero aún impresiona. Los errores ocurrían cuando la distorsión era débil o cuando la señal de agujeros de masas muy diferentes se parecía por sí misma al efecto de lente. Pero lo importante es que el modelo distingue con seguridad las fusiones normales de las exóticas. Este es el primer paso hacia la búsqueda de materia oscura: si la onda fue distorsionada por un objeto invisible, podremos detectarlo. Y además evitará errores en la medición de distancias a los agujeros negros. Ahora cada nueva huella tomada del tejido del universo se puede verificar en un instante — y acercarse al enigma del lado oscuro del cosmos.