Predichas por Albert Einstein, las ondas gravitacionales son faros en el oscuro océano del cosmos. Brotan cuando chocan agujeros negros y atraviesan el Universo con ondas en el espacio. Hace cien años, Edwin Hubble y Georges Lemaître notaron que las galaxias lejanas se alejan de nosotros. Su velocidad se revela mediante el corrimiento al rojo (estiramiento de las ondas de luz debido a la expansión del espacio). Pero ¿cuál es la verdadera fuerza de esta corriente? Los dos métodos principales —el brillo del fondo cósmico de microondas y las velas estelares— discrepan en casi un 10%. La cosmología ha llegado a un callejón sin salida.
Ahora entran en escena los faros gravitacionales. Cuando dos agujeros negros se fusionan, los detectores registran la señal: esa ondulación lleva la distancia exacta hasta la fuente. Pero la mayoría de las fusiones no producen un destello óptico. Son sirenas oscuras: suenan, pero no brillan. Para conocer el corrimiento al rojo de una sirena así, los astrónomos tienen que adivinar: la fuente se encuentra en una de miles de galaxias dentro de la región de localización celeste. El método se vuelve estadístico: todas esas galaxias son candidatas, y reuniendo sus corrimientos al rojo se puede reconstruir la tasa de expansión.
Los investigadores simularon un año de observaciones de la red LIGO. En un experimento numérico basado en el catálogo Uchuu-ν2GC, generaron decenas de miles de fusiones y seleccionaron diez eventos con la mejor localización. Luego llevaron a cabo una campaña espectroscópica virtual: midieron los espectros de todas las galaxias candidatas hasta una magnitud aparente r=19. Aplicando inferencia bayesiana, los científicos obtuvieron una precisión mediana de la constante de Hubble del 0,98%. Todo el trabajo cabe en una noche con un telescopio de la clase DESI. Cuatro horas para todo.
Tal precisión cierra la brecha entre las mediciones del fondo cósmico de microondas y las de supernovas, resolviendo la tensión de Hubble. Además, el método es sensible a modificaciones de la gravedad y a las propiedades de la energía oscura. Futuros detectores como el Einstein Telescope convertirán miles de sirenas oscuras en un instrumento de cosmografía de altísima precisión. Un siglo después de que Lemaître y Hubble sospecharan por primera vez de una corriente cósmica, los faros gravitacionales están listos para indicar su velocidad exacta. Y para ello basta una noche frente al telescopio.
Alrededor del 20% de estos eventos bien localizados caen en la zona de evitación, donde el polvo interestelar de la Vía Láctea bloquea la visión, lo que requerirá extender la campaña. Para algunos eventos, con catálogos poco profundos (r<19) no se encontró ninguna galaxia anfitriona potencial, lo que obliga a recurrir a sondeos más profundos o a descartarlos.