El 23 de noviembre de 2023, los detectores de LIGO captaron algo extraño. La señal de ondas gravitacionales de la fusión de dos agujeros negros, denominada GW231123, apuntaba a masas récord — 137 y 101 masas solares — y una rotación anómalamente rápida. Sería la pareja más masiva y de rotación más rápida jamás registrada. Pero los datos escondían un enigma: la forma de la señal sugería que quizás no estábamos viendo objetos reales, sino su reflejo distorsionado.
La idea se remonta al propio Einstein: los cuerpos masivos curvan el espacio-tiempo, y las ondas que pasan — ya sea luz o gravedad — cambian su trayectoria. Esto es el lente gravitacional. Cuando la lente tiene un tamaño del orden de la longitud de onda, entra en juego la difracción, y la señal no solo se copia, sino que cambia de forma — como un reflejo en un espejo deformado. Este efecto se denomina microlente gravitacional. Si en el camino de la onda de GW231123 hubiera una masa compacta — por ejemplo, un agujero negro errante o un halo denso de materia oscura, hipótesis propuesta por Fritz Zwicky y luego confirmada por Vera Rubin — podría haber amplificado y distorsionado la señal de una fusión más ligera, dándole la apariencia de extrema.
Para aclararlo, los astrofísicos aplicaron inferencia bayesiana a los datos abiertos de LIGO. Compararon dos hipótesis: la señal de una pareja real de agujeros negros pesados y la señal de una pareja más ligera, pasada a través de una lente gravitacional. Se probaron tres tipos de lentes — masa puntual (agujero negro de masa intermedia), perfil de ley de potencias (para materia oscura autointeractuante) y esfera isotérmica — mediante simulación numérica y procesamiento de señales. El punto clave: en los cálculos se incorporó la rareza a priori — con qué frecuencia se puede encontrar tal lente a la distancia adecuada (espesor óptico), y cuál es la población de agujeros negros en fusión en general. Estos pesos estadísticos, obtenidos de datos sobre la estructura a gran escala del Universo a diferentes corrimientos al rojo, cambiaron drásticamente las probabilidades finales.
Sin considerar la rareza, los modelos con lente describían mejor la señal: las masas de los componentes se reducían a típicas 100 y 50 masas solares, y los espines disminuían. Pero tan pronto como aparecieron las probabilidades a priori en la inferencia bayesiana, la balanza se inclinó. Por ejemplo, para la lente de un agujero negro de masa intermedia, las probabilidades finales a favor de la explicación sin lente fueron enormes, de 10^−5. Incluso para el modelo más «afortunado» — un halo de materia oscura autointeractuante — la probabilidad de observar tal evento cayó por debajo del 0.1%. Por lo tanto, lo más probable es que GW231123 sea realmente un sistema extremo, y sus rarezas puedan explicarse por sistemáticas no consideradas en interferometría o en las plantillas de señales.
La historia de GW231123 es una lección importante para la era en que los detectores de ondas gravitacionales acumulan miles de eventos. La ilusión en el espejo deformado no se confirmó, pero la propia metodología de búsqueda de ondas con lente ha alcanzado un nuevo nivel: ahora sabemos sopesar no solo el ajuste del modelo, sino también su verosimilitud cósmica. Este enfoque será útil para futuros observatorios como el Einstein Telescope, que verán aún más lejos y más profundo, quizás descubriendo verdaderos espejismos gravitacionales. Por ahora, el enigma de GW231123 nos recuerda: incluso en el abismo de los agujeros negros se reflejan no solo la naturaleza misma, sino también los límites de nuestro conocimiento.
Si GW231123 estuviera realmente lenteado, su retardo temporal de 22 ms coincide con el período de la onda gravitacional en el pico de la fusión; una coincidencia así es extremadamente improbable y sugiere que el «lenteado» podría ser un artefacto del ajuste.
En la novela «Contacto» de Carl Sagan, los extraterrestres utilizan el lente gravitacional para amplificar la señal; aquí, en cambio, la lente confunde la imagen, enmascarando la verdadera naturaleza de la fuente.