Investigadors de la UIB observen per primera vegada senyals de l’horitzó d’un forat negre
Un equip internacional de científics amb participació de la Universitat de les Illes Balears (UIB) ha aconseguit una fita que podria transformar l’estudi dels forats negres. Una investigació publicada aquesta setmana a la revista Nature presenta la primera evidència directa de les anomenades «ones directes», un component de les ones gravitacionals que permet estudiar l’horitzó de successos d’un forat negre just després de la seva formació.
La recerca compta amb la participació de l’Institut d’Aplicacions Computacionals de Codi Comunitari (IAC3) de la UIB i reuneix investigadors de l’Australian National University, el centre australià OzGrav, el Perimeter Institute for Theoretical Physics del Canadà i el California Institute of Technology (Caltech) dels Estats Units.
L’horitzó de successos és la frontera que delimita un forat negre: un punt de no retorn a partir del qual ni tan sols la llum pot escapar de la seva atracció gravitatòria. Fins ara, aquesta regió extrema de l’espai-temps havia estat inaccessible a l’observació directa.
Una predicció teòrica que finalment es confirma
Les ones gravitacionals, detectades per primera vegada el 2015, són deformacions de l’espai-temps produïdes per fenòmens còsmics d’enorme intensitat, com la fusió de forats negres. La teoria ja havia suggerit que, durant el breu instant que segueix la col·lisió de dos d’aquests objectes, podia aparèixer un senyal addicional diferent del conegut procés de ringdown, la fase en què el forat negre resultant s’estabilitza.
Ara, l’anàlisi d’un esdeveniment registrat pel detector LIGO el gener de 2025, conegut com a GW250114, ha permès identificar per primera vegada aquest component intermig.
Els investigadors descriuen el senyal com una oscil·lació esmorteïda la freqüència de la qual depèn de la velocitat de rotació del nou forat negre, mentre que el seu ritme de desaparició està relacionat amb la intensitat del camp gravitatori a la superfície de l’horitzó de successos.
Una nova finestra sobre la gravetat extrema
La descoberta obre la porta a estudiar de manera directa processos físics que tenen lloc en alguns dels entorns més extrems de l’univers. Segons els autors, les «ones directes» proporcionen informació sobre la dinàmica de l’horitzó de successos durant els primers instants de la seva formació, una etapa que fins ara només es podia descriure teòricament.
Les implicacions van més enllà de l’astrofísica. Aquest nou mètode d’observació podria convertir-se en una eina clau per posar a prova la teoria de la relativitat general d’Albert Einstein en condicions límit i aportar pistes sobre una de les grans qüestions obertes de la física contemporània: la unificació entre la gravetat i la mecànica quàntica.
Participació de la UIB
Entre els investigadors que signen l’estudi hi ha la doctora Ornella Juliana Piccinni, investigadora Ramón y Cajal de l’IAC3-UIB i membre del grup de recerca Física Gravitacional: Teoria i Observació (GRAVITY).
Piccinni ha participat en el desenvolupament de les tècniques d’anàlisi del senyal gravitacional detectat a GW250114 i en la interpretació dels resultats obtinguts.
«La identificació d’aquest component obre una finestra directa a l’estudi de l’horitzó de successos i aporta informació que fins ara no s’havia pogut obtenir a partir d’observacions reals d’ones gravitacionals», afirma la investigadora. Segons explica, aquesta nova línia de recerca podria permetre en el futur explorar regions de l’espai-temps sotmeses a una gravetat extrema i contribuir a entendre com encaixen la relativitat general i la física quàntica.
La descoberta reforça també el paper de les observacions d’ones gravitacionals com una de les eines més prometedores per aprofundir en els fenòmens més desconeguts de l’univers.