La emisión de ondas gravitacionales es una predicción de Einstein. Si la forma o el tamaño de un objeto cambia, cambiará también la gravedad a su alrededor. A grandes distancias, dichos cambios se manifiestan en forma de radiación asociada con las ondas gravitacionales, que van unidas a deformaciones en el espacio-tiempo

Hasta ahora se tenían evidencias observacionales indirectas de la existencia de estas ondas gravitacionales. Imaginemos un sistema binario formado por dos objetos compactos, unidos gravitacionalmente. Tales objetos son remanentes estelares que han agotado su combustible nuclear, que están comprimidas al máximo de lo que permite su masa, y que impiden su colapso por fuerzas nucleares de origen cuántico. La órbita del sistema iría poco a poco encogiéndose como consecuencia de la radiación emitida en forma de ondas gravitacionales. De este modo, el periodo de rotación del sistema binario iría disminuyendo, hasta llegar eventualmente a la coalescencia. Los modelos teóricos predicen cómo iría disminuyendo el periodo, en función de la masa y la distancia de los objetos. Han podido comprobarse experimentalmente en el caso de un sistema astrofísico, el púlsar binario PSR B1913+16, que está formado por un púlsar y una estrella de neutrones, con masas de 1.39 y 1.44 veces la masa del sol, y que orbitan una en torno a la otra a una distancia de unos dos millones de kilómetros. Se ha medido que la órbita disminuye en unos 9.6 mm/día y el sistema se fusionaría en unos 300 millones de años. El momento de la coalescencia sería el gran momento emisor de las ondas gravitacionales. Este descubrimiento constituyó la primera evidencia observacional de la existencia de las ondas gravitacionales y supuso el Premio Nobel en el año 1993 para Hulse y Taylor. Pero en este caso no se detectaban las ondas, sino las consecuencias de su emisión.

Los astrónomos tenían claro que una fuente muy intensa de ondas gravitacionales sería la fusión de dos agujeros negros en un sistema binario. Los agujeros negros se irían aproximando el uno al otro, de modo que llegaría un momento en que estarían tan próximos que sentirían intensamente el campo gravitatorio del otro. El proceso de fusión habría comenzado y la emisión de ondas gravitacionales comenzaría a llevarse energía del sistema. En el proceso de coalescencia, la energía equivalente a varias masas solares sería emitida en forma de ondas gravitacionales. Esta es la señal que ha detectado el instrumento LIGO: la fusión de dos agujeros negros de unos 29 y 36 veces la masa del sol y la liberación de energía equivalente a la masa de tres soles. Pero, ¿qué ha medido exactamente LIGO? Las ondas gravitacionales variarían la posición relativa de dos objetos libres situados en la dirección de propagación de la onda. Un detector de ondas gravitacionales mediría estas pequeñas variaciones en distancia, del orden de una diezmilésima del tamaño de un núcleo atómico, recurriendo a una técnica tan precisa como la interferometría láser. Para ello, LIGO utiliza brazos de 4 kilómetros y mide las fluctuaciones en la distancia entre dos puntos estáticos.

El descubrimiento es sensacional y abre nuevas avenidas para la Física. Supone además una confirmación de la existencia de los agujeros negros. Y una última mención para el Profesor Kip Thorne. Es uno de los investigadores fundamentales sobre la física de los agujeros negros y uno de los grandes promotores de LIGO. Un físico extraordinario.