La luz en una lente cambia de dirección, eso lo sabe todo el mundo. Las ondas gravitacionales, al pasar cerca de un cuerpo masivo, también curvan su trayectoria. Pero los autores de este trabajo fueron más allá: ¿qué ocurre con el propio "color" de la onda, es decir, su polarización, o sea, la dirección de las oscilaciones?
Normalmente, para los cálculos se usa o la aproximación de óptica geométrica (como para la luz) o la integral compleja de Kirchhoff. Pero ambos métodos pasan por alto los detalles de la polarización. Los autores, basándose en el formalismo de Newman-Penrose, redujeron las ecuaciones de las ondas gravitacionales a un conjunto de ecuaciones escalares y derivaron fórmulas explícitas para las cantidades que describen la polarización. Luego combinaron los dos enfoques — la solución para la desviación de los rayos y el transporte de la polarización a lo largo de ellos — y obtuvieron un sistema que se puede resolver.
Aplicándolo al agujero negro de Schwarzschild (el más simple, sin rotación), mostraron numéricamente que en la señal aparecen "fantasmas": modos vectoriales y escalares. No son nuevos tipos de ondas, sino simplemente el resultado de que la lente emborrona el plano de polarización y distorsiona el frente de onda. El efecto es puramente de curvatura del espacio-tiempo — no hay física nueva.
Este cálculo detallado es importante para los futuros detectores: si vemos modos "extra" en una señal con lente, no los confundiremos con exotismos, sino que entenderemos que es simplemente la luz (o mejor dicho, la gravedad) jugando con nosotros.
El lente gravitacional para ondas fue predicho por el propio Einstein, pero solo en 2015, después de la primera detección de ondas gravitacionales, surgió la esperanza de captar tal efecto. Hasta ahora, ninguna señal con lente ha sido detectada de manera fiable.
En la película "Interstellar", los héroes utilizan anomalías gravitacionales para transmitir mensajes a través del espacio-tiempo — de manera similar, las distorsiones del frente de onda pueden llevar información sobre objetos masivos en el camino.