interferometría de línea de base muy larga

Cada segundo, miles de aviones de pasajeros en el cielo envían señales de radio, así los controladores ven dónde vuela cada aeronave. Estas señales no viajan en línea recta: el aire con diferente humedad las curva como una lente. Si se capta la curvatura, se puede calcular dónde el aire es más seco y dónde más húmedo.

Una red de radiotelescopios repartidos por todo el planeta capta el susurro de un agujero negro lejano. Cada antena registra la señal, pero ¿cómo combinar esas grabaciones si los relojes de las estaciones avanzan a ritmos distintos y la atmósfera distorsiona las ondas que llegan?

Lanza una piedra al agua: justo en el punto de impacto las ondas son caóticas — eso es el campo cercano. Más lejos se expanden en círculos perfectos — el campo lejano. Este mismo principio rige las antenas para la comunicación por terahercios, el futuro de internet ultrarrápido.

La señal urbana rebota entre las paredes como una pelota, y el teléfono capta decenas de sus «reflejos»: el eco. Cada microsegundo de retraso añade 300 metros al recorrido. La velocidad de la señal es constante, como la de la luz (скорость света).

Los astrónomos construyen mapas de galaxias y escuchan el susurro radial del hidrógeno neutro. La señal es tan débil que incluso un televisor encendido la ahogaría, pero antenas sensibles la captan desde las profundidades del Universo.

Los agujeros negros pueden ser ligeros, producto de estrellas moribundas, y supermasivos, en los núcleos de las galaxias. Faltaba el eslabón intermedio. El descubrimiento fue posible gracias a las ráfagas rápidas de radio, señales cósmicas que duran milisegundos pero que transportan una energía comparable a la que emite el Sol en días.

La búsqueda de inteligencia extraterrestre ha esperado durante décadas silbidos suaves desde el espacio. Pero nuestra propia tecnosfera ha creado un fondo de radio continuo, como el zumbido de una gran metrópolis. Si las estrellas vecinas tienen antenas sensibles, ya estarían escuchando este ruido.

Las ondas gravitacionales son como ondas en el tejido del espacio, análogas a los círculos en el agua cuando se lanza una piedra. En la Tierra, el ruido del tráfico, las mareas y los terremotos las ahogan, como una tormenta que agita un lago impidiendo ver las ondas más débiles. El proyecto LILA traslada el detector a la Luna, donde reina un silencio sin viento.

La teoría de la gravedad de Einstein explica cómo la masa hace que el espacio y el tiempo se curven. La fidelidad de estas ideas se ha comprobado cerca de la Tierra, pero las pruebas más rigurosas son posibles cerca de los agujeros negros, donde las distorsiones alcanzan el límite.

Una pareja de patinadores gira tomados de la mano. Si la trayectoria es un círculo perfecto, cada empujón del compañero es predecible. Pero si se alarga hasta convertirla en un óvalo, los esfuerzos se vuelven desiguales: al acercarse, un tirón; al alejarse, una pausa. Más o menos así se comportan dos agujeros negros en los últimos minutos antes de fusionarse.

Un estanque enorme en el que se expanden círculos desde dos piedras pesadas que giran una alrededor de la otra. Las piedras se acercan, los círculos se vuelven más frecuentes y más fuertes, y las piedras están a punto de chocar. Las ondas gravitacionales son círculos así, pero no en el agua, sino en el propio tejido del espacio.

Una orquesta cuyos músicos tocan en ciudades distintas y el director los escucha con un retraso de fracciones de segundo. Así funcionan aproximadamente las redes de radiotelescopios como el Very Long Baseline Array: una decena de antenas, desde Hawái hasta las Islas Vírgenes, captan el susurro de galaxias lejanas.

Un río fluye en una dirección, mientras una ola en su superficie avanza en la contraria. Esa misma dualidad ocurre en los materiales hiperbólicos: la energía de la onda luminosa y sus frentes de onda divergen, impidiendo crear una lente nítida.

La luz de una estrella tarda millones de años en llegar hasta nosotros, pero en el telescopio sigue viéndose como un punto: está demasiado lejos. Para ver la superficie de una estrella se necesita un instrumento del tamaño de una ciudad. En Chile ya se está construyendo ese gigante: el ELT, con un espejo de 39 metros formado por 798 segmentos hexagonales.

La galaxia lejana TXS 2005+403, situada en la constelación de Cygnus, se comporta como un faro cuyo haz atraviesa la niebla. La luz de su núcleo activo —la región donde un agujero negro supermasivo calienta la materia que cae—, en su camino hacia nosotros, cruza nubes de gas cargado en nuestra galaxia.

La luz de una farola, al atravesar las persianas, parpadea: las rendijas se mueven y el brillo sube y baja. Por ese ritmo se puede deducir cuán ancha es la propia farola. Más o menos así funciona el nuevo método para medir estrellas: en lugar de capturar una imagen nítida, los astrónomos siguen el «parpadeo» de la luz recogida por dos o más telescopios a la vez.

Las células respiran. Necesitan oxígeno y lo toman de la sangre que circula por los vasos más diminutos. Si el flujo sanguíneo es débil o falta oxígeno, las células empiezan a asfixiarse. Para los médicos es importante verlo cuanto antes. Pero, ¿cómo mirar dentro de un tejido vivo sin cortarlo? El nuevo dispositivo lo hace de dos maneras a la vez.

Los radiotelescopios distribuidos por toda la Tierra captan ondas de agujeros negros lejanos. Pero dos telescopios situados casi uno al lado del otro solo ven una mancha borrosa: los detalles se les escapan. Normalmente, estos pares se consideran inútiles y se descartan. Pero es un error: incluso una mancha borrosa guarda pistas.

Dos agujeros negros giran uno alrededor del otro, y su danza no siempre se parece a un vals regular. Si los agujeros giran sobre su propio eje, su órbita puede empezar a tambalearse, como una peonza a la que empujan y se inclina hacia un lado sin dejar de girar.

Cuanto más separadas estén las antenas, más finos serán los detalles que captan. Al combinar sus señales, los astrónomos convierten varios instrumentos en un solo telescopio del tamaño de la distancia entre ellos. Añadiendo a las antenas terrestres una lunar, obtenemos un ojo virtual de 384 000 km de diámetro.

El agujero negro del sistema binario V4641 Sagitario se comporta como una batidora gigante. Atrae materia de la estrella vecina y la expulsa de vuelta al espacio en dos chorros estrechos. Estos chorros golpean el gas circundante como un chorro de agua contra la arena y, poco a poco, excavan una cavidad enorme alrededor del agujero.