Si lo poco que conocemos sobre las ondas gravitacionales es correcto, debería existir algo que se conoce como fondo de ondas gravitacionales, una especie de “zumbido” resonante que impregna todo el universo.

Un equipo de científicos ha anunciado la detección de una intrigante señal de baja frecuencia que podría ser atribuible a ondas gravitacionales. Sin embargo, los investigadores todavía no están listos para afirmar que han encontrado evidencia de un fondo de ondas gravitacionales.

El estudio, realizado por científicos del Observatorio Norteamericano de Nanohercios de Ondas Gravitacionales (NANOGrav), fue publicado en The Astrophysical Journal Letters.

Fondo de ondas gravitacionales

Las ondas gravitacionales fueron teorizadas por primera vez por Albert Einstein en 1916, pero no fueron detectadas directamente hasta casi un siglo después. Einstein demostró que, en lugar de ser un telón de fondo rígido para el universo, el espacio es un tejido flexible que está deformado y curvado por objetos masivos e indisolublemente vinculado con el tiempo.

 En 2015, una colaboración entre el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO) y el interferómetro Virgo en Europa anunció la primera detección directa de ondas gravitacionales. Estas emanaban de dos agujeros negros, cada uno con una masa aproximadamente 30 veces mayor que el Sol, que se encontraban dando vueltas entre sí y fusionándose.

Claramente, no es la única fusión que se ha dado en todo el universo. Imagina cada par de agujeros negros o estrellas de neutrones en colisión produciendo ondas gravitacionales que se propagan por todo el espacio-tiempo.

Después de todos estos años, las ondas producidas ahora deberían ser débiles y difíciles de encontrar, pero se cree que forman un “zumbido” resonante que impregna todo el universo. A esto es lo que llamamos fondo de ondas gravitacionales y es lo que los astrónomos creen haber detectado al estudiar un grupo de púlsares.

Ondas gravitacionales en púlsares

Los púlsares son densas estructuras que quedan luego de que una estrella explota como supernova. Desde la Tierra, los púlsares parecen parpadear. En realidad, la luz proviene de dos haces fijos que emanan de lados opuestos del púlsar mientras gira, como un faro.

Estos objetos envían pulsos de ondas de radio a intervalos muy precisos hacia nuestro planeta. Esta regularidad las hace especialmente útiles en el estudio astronómico. A menudo se les conoce como los cronómetros del universo.

«El fondo (de la onda gravitacional) estira y encoge el espacio-tiempo entre los púlsares y la Tierra, lo que hace que las señales de los púlsares lleguen un poco más tarde (estiramiento) o antes (encogimiento) de lo que sucedería si no hubiera ondas gravitacionales», explicó el astrofísico Ryan Shannon de Swinburne University of Technology a ScienceAlert.

Sin embargo, a pesar de que la señal es verdaderamente emocionante, los investigadores todavía no están listos para afirmar que han encontrado evidencia de un fondo de ondas gravitacionales. ¿Por qué? Para confirmar la detección directa de una firma de ondas gravitacionales, los científicos tendrán que encontrar un patrón distintivo en las señales entre púlsares individuales. En este punto, la señal es demasiado débil para que tal patrón sea distinguible, según los investigadores.

¿Qué sigue?

A partir de ahora, los investigadores tendrán que expandir su conjunto de datos para incluir más púlsares estudiados durante periodos aún más largos. La combinación de los datos de NANOGrav con otros experimentos podría ayudar a revelar un patrón interesante.

Al mismo tiempo, los astrónomos están desarrollando técnicas para garantizar que la señal detectada no pueda ser de otra fuente. Están produciendo simulaciones por computadora que ayudan a probar si el ruido detectado podría ser causado por efectos distintos a las ondas gravitacionales, para evitar una detección falsa.

«Es increíblemente emocionante ver emerger una señal tan fuerte de los datos», dijo el astrofísico Joseph Simon de la Universidad de Colorado Boulder y la colaboración NANOGrav.

“Sin embargo, debido a que la señal de onda gravitacional que estamos buscando abarca toda la duración de nuestras observaciones, debemos comprender cuidadosamente nuestro ruido. Esto nos deja en un lugar muy interesante, donde podemos descartar fuertemente algunas fuentes de ruido conocidas, pero todavía no podemos decir si la señal es realmente de ondas gravitacionales. Para eso, necesitaremos más datos”.

Por el momento, la comunidad científica parece estar bastante emocionada. Si resulta que la señal es real, podría abrir una etapa completamente nueva en astronomía de ondas gravitacionales.