Hay sonidos que no se escuchan con los oídos, pero que resuenan en la estructura misma del universo. Eso es lo que ocurre con las ondas gravitacionales: perturbaciones minúsculas que viajan por el espacio-tiempo como si fueran ecos de cataclismos cósmicos. En enero de 2025, uno de esos ecos trajo una noticia extraordinaria. Un agujero negro recién nacido confirmó, con exquisita precisión, las predicciones de dos gigantes de la física moderna, Albert Einstein y Stephen Hawking.
El hallazgo, publicado en Physical Review Letters por el consorcio LIGO-Virgo-KAGRA, no solo refuerza la teoría de la relatividad general, sino que proporciona una prueba directa del teorema del área propuesto por Hawking hace más de 50 años. Todo ello fue posible gracias a la señal GW250114, el evento de fusión de agujeros negros más nítido jamás detectado hasta ahora. Su “zumbido” final —como llaman los físicos a la vibración remanente de un agujero negro tras una colisión— ha abierto una ventana sin precedentes hacia la física del universo extremo.
Agujeros negros que suenan como campanas
Cuando dos agujeros negros se acercan y colisionan, generan un estallido de ondas gravitacionales que se propaga por todo el cosmos. Estas ondas no transportan luz ni partículas, sino información sobre el propio tejido del espacio-tiempo. Lo notable del evento GW250114 es que su señal fue tan clara que permitió a los investigadores “escuchar” hasta los últimos milisegundos del proceso, desde el choque inicial hasta el asentamiento del agujero negro final.
En palabras del equipo, esta es “la visión más clara hasta ahora de la naturaleza de los agujeros negros”. La comparación que suele hacerse es con una campana: una vez golpeada, su vibración depende del material y el tamaño. Lo mismo ocurre con un agujero negro, es decir, su “sonido” revela sus propiedades. Gracias a los detectores LIGO (EE.UU.), Virgo (Italia) y KAGRA (Japón), los científicos pudieron reconstruir la forma exacta de esa vibración.
Qué dice el “zumbido” sobre el agujero negro final
La señal detectada reveló que el agujero negro resultante tiene la masa de 63 soles y gira a unas 100 revoluciones por segundo. Pero lo más relevante no fue solo medir su tamaño o velocidad. El equipo consiguió algo más ambicioso: comprobar que su comportamiento encajaba con una predicción matemática clave conocida como la solución de Kerr. Esta describe a los agujeros negros como objetos completamente definidos por solo dos parámetros: su masa y su giro.
Según el paper, “los agujeros negros pueden describirse mediante solo dos características: masa y giro [spin en inglés]”. La vibración final del agujero negro —conocida como “modo cuasinormal”— confirmó que no se necesitan más variables para describir su estructura. Este resultado descarta, al menos para este caso, la posibilidad de que haya otras propiedades ocultas en los agujeros negros.
Este hallazgo es crucial, ya que demuestra experimentalmente algo que hasta ahora solo se había conjeturado a través de cálculos. El resultado también refuerza la validez de la relatividad general en uno de los escenarios más extremos concebibles: el nacimiento de un agujero negro tras una colisión violenta.
¿Qué es un agujero negro de Kerr?
No todos los agujeros negros son iguales. En física, hay distintas formas de describirlos según sus propiedades. Una de las soluciones más importantes a las ecuaciones de la relatividad general es la llamada solución de Kerr, propuesta en 1963 por el matemático neozelandés Roy Kerr.
Esta solución describe un tipo de agujero negro que gira sobre sí mismo. A diferencia de un agujero negro estático, que no tiene rotación, el agujero negro de Kerr tiene giro, es decir, posee una velocidad de rotación determinada. Esa rotación deforma el espacio-tiempo a su alrededor de una forma muy particular, generando efectos como el arrastre de los marcos de referencia (también conocido como efecto Lense-Thirring).
Una de las características más notables de esta solución es su simplicidad matemática. El agujero negro de Kerr puede describirse completamente con solo dos parámetros físicos: su masa y su giro (momento angular). No importa qué forma tenía el objeto original que colapsó para formar el agujero negro, ni su composición: una vez formado, si no tiene carga eléctrica, solo quedan esas dos propiedades como relevantes.
Este resultado está relacionado con un principio conocido como el "teorema de la calvicie" (o "teorema de no pelo"), que establece que los agujeros negros no conservan "detalles" del objeto que los originó. Según este principio, un agujero negro no tiene “pelo”: pierde toda información salvo su masa, giro y, si existiera, su carga (que en el caso de los agujeros de Kerr se asume nula).
La predicción de Hawking puesta a prueba
Stephen Hawking propuso en 1971 un teorema que afirma que el área del horizonte de un agujero negro no puede disminuir con el tiempo. En términos sencillos, eso significa que, tras una fusión, el agujero negro resultante debe tener un horizonte de sucesos más grande que la suma de los anteriores. Esta idea guarda relación con la segunda ley de la termodinámica, que establece que la entropía del universo —una medida del desorden— siempre tiende a aumentar.
Durante décadas, comprobar esta predicción fue imposible por falta de precisión instrumental. Pero los avances técnicos recientes permitieron, por fin, hacer la medición con rigor. Según el paper, “los nuevos datos ofrecen a los científicos mucha más confianza en que el teorema de Hawking es correcto”.
Esta confirmación tiene implicaciones profundas. Si el horizonte de un agujero negro se comporta como la entropía, entonces podría ser una herramienta teórica para explorar las leyes fundamentales del universo. De hecho, se abre una vía para conectar la relatividad general con la mecánica cuántica, dos teorías aún irreconciliables en muchos aspectos.
Qué significa todo esto para el futuro de la física
La capacidad de detectar con claridad el “zumbido” de un agujero negro representa un hito tecnológico y científico. Esta señal no solo validó predicciones del pasado, sino que ofrece una hoja de ruta para el futuro. Cada vez que se detecte una nueva fusión, se podrá probar si la masa, el giro y el área siguen comportándose como predice la teoría. Si alguna vez se detecta una desviación, podría ser señal de una nueva física más allá de Einstein y Hawking.
El equipo de investigadores ya ha proyectado que, en la próxima década, los detectores serán diez veces más sensibles. Esto permitirá pruebas más rigurosas sobre las propiedades de los agujeros negros y, posiblemente, nuevas sorpresas sobre su comportamiento.
Maximiliano Isi, uno de los autores del estudio, lo resume con una frase reveladora: “Estamos en una posición de ver realmente estos procesos asombrosos en acción”. Eso marca un antes y un después. La era de la física de agujeros negros ha pasado de la teoría pura a la observación directa.
Referencias
- Isi, M., Farr, W. M., Giesler, M., Scheel, M. A., Teukolsky, S. A. (2025). GW250114: testing Hawking’s area law and the Kerr nature of black holes. Physical Review Letters. https://doi.org/10.1103/kw5g-d732.
