Científicos detectan por primera vez las ‘huellas dactilares’ del horizonte de sucesos de un agujero negro

Científicos han detectado por primera vez la huella directa del horizonte de sucesos de un agujero negro en datos de ondas gravitacionales, extrayendo información más cercana al "punto de no retorno" que cualquier observación anterior. Los hallazgos, publicados el miércoles en Nature, abren lo que los investigadores describen como un nuevo canal de observación para sondear el entorno más extremo del universo.yahoo+1

Escuchando el sonido final

Un equipo internacional dirigido por investigadores de la Universidad Nacional de Australia y el Instituto de Tecnología de California analizó GW250114, la señal de onda gravitacional más fuerte jamás registrada, producida por la colisión de dos agujeros negros de aproximadamente 32 veces la masa del Sol. La señal fue detectada por LIGO el 14 de enero de 2025.arxiv+2

Al aplicar una técnica llamada filtrado racional para eliminar las oscilaciones de "anillo" (ringdown) bien comprendidas que siguen a una fusión, el equipo aisló un componente previamente predicho pero nunca antes observado conocido como la "onda directa". Esta señal representa la radiación gravitacional final emitida por la materia que cae justo antes de ser silenciada por el horizonte del agujero negro recién formado.inspirehep+1

La onda directa se detectó con una relación señal-ruido de filtro adaptado de 14 en un detector LIGO y 13,5 en el otro, superando con creces el umbral para una detección estadísticamente robusta.arxiv

Einstein confirmado de nuevo

Las propiedades medidas de la onda directa coincidieron con las predicciones teóricas con una precisión sorprendente. La señal osciló a una frecuencia vinculada a la tasa de rotación del horizonte, una consecuencia del arrastre del marco de referencia (frame dragging), el fenómeno en el que un agujero negro en rotación retuerce el espacio-tiempo circundante, obligando a toda la materia cercana a corrotar. Su tasa de decaimiento reflejó la gravedad superficial del horizonte, que gobierna cómo el desplazamiento al rojo gravitacional atenúa las señales que escapan.nature+1

Juntas, estas dos cantidades —la frecuencia de rotación y la gravedad superficial— son las propiedades termodinámicas fundamentales del horizonte de un agujero negro, que aparecen en lo que los físicos llaman la primera ley de la termodinámica de los agujeros negros.arxiv

Una ventana hacia la gravedad cuántica

Los investigadores describieron las ondas directas como un canal complementario a la espectroscopia tradicional de agujeros negros, que sondea la región del "anillo de luz" más alejada del horizonte. Por el contrario, las ondas directas transportan información desde dentro de la propia ergosfera, la región donde el arrastre del marco de referencia es más fuerte.arxiv

El equipo señaló que a medida que los detectores de ondas gravitacionales se vuelven más sensibles, las observaciones futuras podrían revelar fluctuaciones cuánticas cerca del horizonte, exponiendo potencialmente una física más allá de la relatividad general. "Esta nueva perspectiva abre vías emocionantes para probar la relatividad general en el régimen más extremo y explorar la naturaleza de objetos compactos exóticos", afirma el artículo.arxiv