Avances en la comprensión de las ondas gravitacionales
Científicos han logrado realizar las predicciones más precisas hasta la fecha sobre las perturbaciones en el espacio-tiempo provocadas por el paso cercano de dos agujeros negros. Estos hallazgos, publicados en la revista Nature, demuestran que conceptos matemáticos abstractos de la física teórica tienen aplicaciones prácticas en la modelización de ondas gravitacionales, lo que allana el camino para crear modelos más precisos en la interpretación de datos observacionales. Las ondas gravitacionales son distorsiones en la estructura del espacio-tiempo producidas por el movimiento de objetos masivos, como agujeros negros o estrellas de neutrones. Aunque fueron predichas por Albert Einstein en su teoría de la relatividad general en 1915, no fueron detectadas directamente hasta 2015.
Para entender las señales captadas por detectores sensibles como LIGO y Virgo, los científicos necesitan modelos extremadamente precisos que simulen cómo se espera que se comporten estas ondas. Hasta ahora, los investigadores han empleado potentes supercomputadoras para simular interacciones entre agujeros negros, un proceso que, aunque efectivo, resulta lento y costoso desde el punto de vista computacional. Un equipo liderado por Mathias Driesse de la Universidad de Humboldt en Berlín ha adoptado un enfoque diferente. En lugar de centrarse en fusiones, los investigadores se enfocaron en eventos de «dispersión», donde dos agujeros negros orbitan uno cerca del otro bajo su mutua atracción gravitacional y, posteriormente, continúan en trayectorias separadas sin fusionarse.
Para modelar estos eventos con precisión, el equipo recurrió a la teoría cuántica de campos, una rama de la física que describe las interacciones entre partículas elementales. Comenzando con aproximaciones simples y añadiendo complejidad de manera sistemática, los investigadores calcularon los resultados clave de los encuentros entre agujeros negros, como la cantidad de deflexiones y la energía radiada en forma de ondas gravitacionales. Alcanzaron lo que los físicos denominan el quinto orden post-Minkowskiano, el más alto nivel de precisión obtenido hasta la fecha en la modelización de estas interacciones. Este avance no solo marca un hito en la física, sino que también tiene implicaciones significativas para futuras investigaciones en el ámbito de las ondas gravitacionales y su detección.
