Stephen Hawking tenía razón: las ondas gravitacionales de dos agujeros negros colisionando confirman sus predicciones
Publicado el 15/09/2025 por Diario Tecnología Artículo original
Después de diez años perfeccionando la detección de ondas gravitacionales, los sensores de LIGO lograron una observación tan precisa que ha permitido a los físicos confirmar una de las predicciones más famosas de Stephen Hawking: el teorema del área de los agujeros negros.
Diez años. Ha pasado ya una década desde que los científicos del observatorio LIGO escucharon por primera vez el universo de una forma completamente nueva: mediante la detección de ondas gravitacionales. El 14 de septiembre de 2015, las arrugas en el tejido del espaciotiempo predichas por Albert Einstein un siglo antes inauguraron una nueva era en la astronomía.
Lo que entonces era un susurro cósmico casi imperceptible, hoy se ha convertido en una sinfonía que los sensores pueden oír con claridad. Y en el décimo aniversario de aquel hito, la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) ha capturado la señal de ondas gravitacionales más nítida hasta la fecha.
GW250114. Detectadas el 14 de enero de 2025, los físicos creen que estas ondas gravitacionales fueron provocadas por la colisión y posterior fusión de dos agujeros negros a unos 1.300 millones de años luz de la Tierra.
Curiosamente, el evento es casi un gemelo del que acabó valiéndoles a los físicos de LIGO el premio Nobel de 2017, GW150914. En ambos casos, se trataba de dos agujeros negros con masas de entre 30 y 40 veces la de nuestro Sol. Pero hay una diferencia abismal: la calidad de la señal.
Una nitidez sin precedentes. Gracias a una década de mejoras tecnológicas y avances en ingeniería cuántica, los detectores de LIGO son ahora casi cuatro veces más sensibles. Mientras que la primera señal tuvo una relación señal/ruido de 26, la de GW250114 tiene una de 80.
"Podemos oírlo alto y claro, y eso nos permite poner a prueba las leyes fundamentales de la física", explica Katerina Chatziioannou, profesora de física en Caltech y una de las autoras del estudio publicado en Physical Review Letters. Esta nitidez ha sido clave para desentrañar los secretos que se escondían en las vibraciones del agujero negro resultante de la fusión.
El teorema de Hawking. En 1971, Stephen Hawking propuso que el área total del horizonte de sucesos de un agujero negro nunca puede reducirse. Puede aumentar o permanecer igual, pero nunca encoger. Esto, que se conoce como el teorema del área de Hawking, es análogo a la segunda ley de la termodinámica, que dice que la entropía (el desorden) de un sistema aislado siempre aumenta. Por eso, el área de un agujero negro es una medida de su entropía.
Probarlo es complicado. Cuando dos agujeros negros se fusionan, parte de su masa se convierte en una cantidad ingente de energía en forma de ondas gravitacionales (la famosa E=mc²). Además, el nuevo agujero negro puede girar mucho más rápido, y un giro mayor implica un área menor para la misma masa. ¿Compensa el aumento de masa estas pérdidas para que el área final sea siempre mayor? El análisis de GW250114 lo ha zanjado el asunto de forma contundente.
Hawking tenía razón. En este caso, los dos agujeros negros iniciales tenían un área combinada de unos 240.000 kilómetros cuadrados. Tras la fusión, el nuevo agujero negro, con una masa de unas 63 veces la del Sol, pasó a tener un área de 400.000 kilómetros cuadrados.
Si en 2021 un primer test con la señal de 2015 arrojó una confianza del 95%, los nuevos datos elevan esa certeza a un 99,999%. Como recuerda Kip Thorne, uno de los padres de LIGO y amigo personal de Hawking, el físico británico le llamó justo después de la primera detección en 2015 para preguntarle si podrían probar su teorema. Hawking falleció en 2018, pero hoy su teoría ha sido verificada de una manera que le habría dejado muy satisfecho.
Einstein también. Gracias a esta nueva señal, los científicos han podido analizar el momento justo después de la fusión en el que el nuevo agujero negro vibra como una campana recién golpeada antes de estabilizarse. Las frecuencias y la rapidez con la que se atenúan estos tonos encajan a la perfección con las predicciones de la relatividad general de Einstein para un agujero negro de Kerr (un agujero negro sin carga y en rotación).
Es la prueba más sólida hasta la fecha de que los agujeros negros son objetos aparentemente simples que pueden describirse completamente con solo tres propiedades: masa, espín y carga eléctrica. Toda la demás información del material que los formó se pierde. Pero cada detección de ondas gravitacionales es una pieza más en el puzzle del cosmos. Y como demuestra GW250114, para entenderlas viajamos a hombros de gigantes como Einstein y Hawking.
Imagen | Aurore Simonnet (SSU/EdEon)/LVK/URI
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