Fusiones de agujeros negros revelan la velocidad de expansión del universo ✛
Las ondas gravitacionales, predichas por Albert Einstein, son ondulaciones del espacio que se producen cuando chocan agujero negro. Los detectores en la Tierra captan estas señales y determinan la distancia hasta el accidente cósmico. Pero para calcular la velocidad de expansión del universo hace falta otra pista: a qué velocidad se está alejando la fuente. Hace casi un siglo, Edwin Hubble y Georges Lemaître descubrieron que las galaxia se alejan unas de otras, y cuanto más lejos están, mayor es su velocidad. Este movimiento se mide por el corrimiento al rojo de la luz: en un espacio en expansión, las ondas de luz se estiran, perdiendo energía. El problema es que la mayoría de las fusiones de agujeros negros son invisibles para los telescopios. Estas fuentes se conocen como sirenas oscuras: se oye el sonido, pero no se ve la luz.
Para atrapar al fin la velocidad de escape, los científicos buscan galaxias que se encuentren en la misma región del cielo de donde provino la onda. Todas esas ciudades estelares son sospechosas. Mediante espectroscopía (la descomposición de la luz en colores), se mide el corrimiento al rojo de cada una. Luego, el método de inferencia bayesiana (que tiene en cuenta todos los datos disponibles y recalcula las probabilidades) halla el valor más plausible de la velocidad de expansión. La incertidumbre se convierte en precisión.
Una nueva simulación numérica ha demostrado que basta con diez sirenas oscuras cuya posición en el cielo se conozca bien. Después, solo hace falta una noche en un potente telescopio de rastreo (como DESI). Este medirá los espectros de cientos de galaxias candidatas en la pequeña región del cielo en cuestión. Tras el procesamiento matemático, la precisión será de alrededor del uno por ciento. Cuatro horas de tiempo de observación y la polémica de una década quedará resuelta.
Esa precisión no solo salva la brecha entre las mediciones del fondo cósmico de microondas y las supernovas. También permite comprobar si la gravedad modificada cambia a distancias enormes y cómo se comporta la misteriosa energía oscura. Los futuros detectores de ondas gravitacionales realizarán miles de estas mediciones y el océano cósmico se volverá transparente para la ciencia.
Aproximadamente el 20% de las señales más precisas provienen de direcciones en las que el denso polvo de la Vía Láctea oculta las galaxias: allí habrá que escudriñar durante más tiempo.