El 14 de septiembre de 2015, los detectores LIGO captaron por primera vez una señal inequívoca de ondas gravitacionales. Aquella observación abrió una nueva ventana al cosmos y dio inicio a una disciplina que ha transformado nuestra manera de explorar el cosmos.
En la mañana del 14 de septiembre de 2015, los dos detectores LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), en Estados Unidos, registraron por primera vez una señal inequívoca de ondas gravitacionales, provocada por la colisión de dos agujeros negros. La señal, brevísima y nítida, fue tan sorprendente como esperada. Tras décadas de búsqueda, un eco de apenas dos décimas de segundo bastó para abrir una nueva era en la astronomía.
El Grupo de Física Gravitacional (GRAVITY) de la Universidad de las Islas Baleares participó en este histórico éxito para la astrofísica, del que se cumple una década. El hallazgo nos sorprendió a todos: esperado, sí, pero también insólito en su contundencia.
Las semanas que siguieron fueron de intensa emoción y trabajo frenético para quienes participamos en su análisis, conscientes de estar viviendo un momento histórico. Más allá de confirmar una predicción clave de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, la detección abrió una ventana inédita al cosmos: la astronomía de ondas gravitacionales, que nos permite escuchar fenómenos invisibles para los telescopios tradicionales. Einstein nunca supo si estas ondas podrían detectarse algún día, pero su existencia quedó confirmada cien años después de su predicción.
Este avance fue comparable a hitos como la demostración de la expansión del universo mediante la astronomía óptica o el descubrimiento del fondo cósmico de microondas gracias a la radioastronomía. En cada caso, una nueva “ventana” nos ha permitido descubrir aspectos insospechados del cosmos.
Las ondas gravitacionales son ecos del universo que surgen en eventos cósmicos extremos, como fusiones de agujeros negros o supernovas, y podrían incluso contener señales del Big Bang
Las ondas gravitacionales son diminutas ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo, generadas por materia acelerada. Nacen en algunos de los escenarios más extremos del cosmos: fusiones de agujeros negros, colisiones de estrellas de neutrones o explosiones de supernovas. Incluso el propio Big Bang pudo dejar su eco en forma de estas ondas.
A diferencia de la luz, que puede ser absorbida o bloqueada por el polvo y el gas interestelar, las ondas gravitacionales atraviesan el universo prácticamente sin alterarse. Son mensajeros directos de los fenómenos que las originan.
Pero captarlas es extraordinariamente difícil. Las distorsiones que producen son tan pequeñas que modifican las distancias en menos de una fracción del tamaño de un protón, incluso después de viajar durante miles de millones de años.
Para detectarlas se necesitan instrumentos de una precisión sin precedentes: interferómetros láser como LIGO y Virgo, capaces de medir variaciones diminutas en la distancia entre espejos separados por varios kilómetros.
Como decíamos, la primera señal, bautizada como GW150914, se detectó el 14 de septiembre de 2015. Su origen fue la fusión de dos agujeros negros de unas 30 masas solares cada uno, situados a 1 300 millones de años luz de la Tierra. En apenas una fracción de segundo liberaron tanta energía como la que resultaría de convertir tres soles en radiación gravitacional. La señal duró 0,2 segundos, pero bastó para revolucionar la física.
La fusión de dos agujeros negros liberó una energía colosal en solo 0,2 segundos, suficiente para transformar tres soles en ondas gravitacionales y revolucionar la física
Tras meses de análisis y verificación rigurosa –en los que participamos desde la Universidad de las Islas Baleares–, el descubrimiento fue anunciado el 11 de febrero de 2016 y ocupó portadas en todo el mundo. Fue celebrado como el nacimiento de una nueva disciplina científica: la astronomía de ondas gravitacionales.
En 2017, el Premio Nobel de Física reconoció este logro histórico, concediéndolo a Rainer Weiss, Kip Thorne y Barry Barish. Weiss, fallecido el pasado mes de agosto, fue una figura clave: ideó el concepto del interferómetro láser que haría posible la detección y dedicó su vida a convencer a la comunidad científica y a las agencias financiadoras de la importancia de apostar por esta búsqueda. Su visión y perseverancia fueron decisivas para que el sueño de Einstein se hiciera realidad un siglo después.
El Nobel honró tanto a estos pioneros como al esfuerzo colectivo de centenares de investigadores que durante décadas trabajaron para hacerlo posible.
El Nobel honró tanto a estos pioneros como al esfuerzo colectivo de centenares de investigadores que durante décadas trabajaron para hacerlo posible. Gracias a ellos, hoy contamos con una herramienta poderosa para explorar el cosmos. El legado de Weiss trasciende los premios: su impulso ha inspirado a nuevas generaciones a interesarse por la física, la astronomía y la tecnología. Que su fallecimiento coincida con el décimo aniversario de la primera detección y con la publicación de nuevos resultados otorga a este momento un simbolismo especial.
Los ganadores del Premio Nobel de Física 2017: de izquierda a derecha, Barry C. Barish, Kip S. Thorne y Rainer Weiss posan durante una rueda de prensa conjunta en diciembre de 2017 en la Real Academia Sueca de Ciencias de Estocolmo. / wjct public media, CC BY
En menos de una década hemos pasado de celebrar una primera detección a registrar centenares de señales. La colaboración internacional LIGO-Virgo-KAGRA ha observado sobre todo fusiones de agujeros negros, pero también colisiones de estrellas de neutrones.
El caso más célebre es GW170817, detectado en 2017: por primera vez, un mismo fenómeno fue observado simultáneamente en ondas gravitacionales, luz, rayos gamma y otras señales. Fue de nuevo un momento histórico: el nacimiento de la astronomía multimensajero, que nos permite mirar y escuchar el cosmos al mismo tiempo, combinando distintas ventanas para comprender un mismo suceso desde perspectivas complementarias.
Cada detección nos ha acercado un poco más a preguntas fundamentales. Hemos puesto a prueba la relatividad general en los límites más extremos, explorado cómo nacen y evolucionan los agujeros negros, y hasta nos hemos topado con sorpresas, como los agujeros negros de masas intermedias, que desafiaron lo que creíamos saber sobre la evolución estelar.
Al mismo tiempo, el campo ha crecido de forma extraordinaria: hoy son miles los investigadores y estudiantes de todo el mundo que trabajan en este ámbito, atraídos por la emoción de participar en una ciencia joven que está redefiniendo nuestra manera de explorar el universo.
Se han desarrollado técnicas de análisis cada vez más sofisticadas –muchas de ellas basadas en inteligencia artificial–, y la colaboración internacional se ha convertido en un ejemplo del poder de la ciencia global
Este crecimiento ha traído consigo un florecimiento de nuevas ideas. Se han desarrollado técnicas de análisis cada vez más sofisticadas –muchas de ellas basadas en inteligencia artificial–, y la colaboración internacional se ha convertido en un ejemplo del poder de la ciencia global. No solo hemos abierto una nueva ventana al cosmos: también hemos impulsado innovaciones tecnológicas y métodos de trabajo que trascienden la propia investigación fundamental, con beneficios inesperados para la sociedad.
Los detectores terrestres –LIGO, Virgo y KAGRA– siguen perfeccionando su sensibilidad, lo que permitirá captar señales más débiles y lejanas. En paralelo, se preparan proyectos de nueva generación como Einstein Telescope y Cosmic Explorer, junto con la misión espacial LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Con ellos podremos estudiar agujeros negros supermasivos, explorar los primeros instantes del universo e incluso descubrir fenómenos todavía desconocidos que podrían transformar la física fundamental.
Nuestro grupo en la Universidad de las Islas Baleares seguirá plenamente implicado en esta aventura. Lo hacemos con la experiencia acumulada de varias décadas, pero también con la ilusión y las nuevas ideas que aportan los jóvenes investigadores que se incorporan cada año. Participar en este esfuerzo colectivo global es un privilegio y una fuente constante de emoción: sabemos que lo mejor aún está por llegar.
Una década después de aquel descubrimiento que cambió la astronomía, las ondas gravitacionales siguen recordándonos que el universo tiene mucho que contar. Y hemos aprendido a escucharlo.
Alicia Sintes, catedrática de física teórica e investigadora principal, Universitat de les Illes Balears
Un análisis publicado en Nature describe cómo una roca recogida en 2024 en el cráter Jezero contiene compuestos químicos y patrones minerales que podrían estar vinculados a antiguos microbios marcianos. Los autores advierten de que aún es necesario confirmar si estas señales corresponden realmente a vida.
Una nueva señal de ondas gravitacionales ha permitido comprobar con precisión teorías clave sobre la masa, el giro y la evolución de los agujeros negros. El análisis del eco final tras la colisión confirma predicciones fundamentales de la relatividad general y la termodinámica.
