En mi columna “El Universo” del 23 de enero de 2026, escribí sobre algunas de las explosiones más grandes que el universo tiene para ofrecer: estrellas en explosión, magnetares con hipo, interrupciones estelares y agujeros negros en colisión. Todos estos merecen inmersiones más profundas, pero quizás los agujeros negros merezcan una sobre todo porque, técnicamente hablando, proporcionan la inmersión más profunda que puedes realizar físicamente. También producen explosiones muy grandes, y sus colisiones liberan rápidamente cantidades de energía casi incomprensibles.
Se podría pensar que es obvio que la fusión es el destino final de dos agujeros negros. Después de todo, el truco de estos objetos es engullir cosas, por lo que dos de ellos tratando de comerse entre sí parece inevitable. Sin embargo, lo que sucede cuando lo hacen no es nada sencillo.
El solo hecho de que liberen energía (tanta energía) cuando chocan parece imposible. Los agujeros negros son negros porque, después de todo, cualquier cosa que caiga en ellos hace un viaje de ida; Nada, ni siquiera la luz, puede escapar una vez dentro del horizonte de sucesos de un agujero negro, su punto de no retorno. Pero lo que sucede justo antes de cruzar la señal definitiva de “no pasar” es donde está toda la acción.
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Para ver por qué, echemos un vistazo a los agujeros negros binarios de masa estelar, que comienzan como un par de estrellas masivas que orbitan entre sí. Las estrellas eventualmente se convierten en supernovas y sus respectivos núcleos colapsan para formar agujeros negros que contienen hasta 100 veces la masa del sol. Para empezar, estos sistemas son relativamente raros. Pero aún son más raros aquellos con pares de agujeros negros que están lo suficientemente juntos como para eventualmente colisionar. Si estos agujeros negros se formaran a mil millones de kilómetros de distancia entre sí, una fusión podría tardar más de lo que ha existido el universo de casi 14 mil millones de años.
Si los agujeros negros se acercan lo suficiente, quizás empujados entre sí por la gravedad de una estrella que pasa muy cerca, se produce un efecto muy extraño: se acercan cada vez más en espiral debido a las ondas gravitacionales que emiten. La teoría general de la relatividad de Einstein nos dice que cualquier masa que se acelera crea ondas en el tejido del espacio-tiempo que se expanden a la velocidad de la luz, sacudiendo la estructura del cosmos a su paso. Por ejemplo, cuando te pones de pie, generas ondas gravitacionales, pero tienen una energía extremadamente baja y son demasiado blandas para detectarlas.
Pero los agujeros negros son extremadamente masivos, y dos de ellos que orbitan entre sí pueden moverse a una fracción considerable de la velocidad de la luz, por lo que producen copiosas y poderosas ondas gravitacionales. Estas ondas se forman fuera del horizonte de sucesos, por lo que pueden propagarse libremente hacia el universo mayor. La energía necesaria para ello proviene del movimiento orbital de los agujeros negros. A medida que los agujeros negros emiten estas ondas, sus órbitas se reducen debido a la energía gastada, acercándolos. Esto también aumenta su aceleración, generando más emisiones de ondas gravitacionales (y provocando órbitas cada vez más estrechas) en un circuito de retroalimentación positiva. En los últimos segundos, los agujeros negros giran uno alrededor del otro a casi la velocidad de la luz, emitiendo ondas gravitacionales cada vez más poderosas hasta que los dos realmente se fusionan, combinándose en un trago glotón que deja tras de sí un único agujero negro más masivo. Hasta la fecha, los astrónomos han logrado detectar alrededor de 300 fusiones de este tipo a través de sus crescendos asociados de ondas gravitacionales.
La clave para calcular la cantidad de energía liberada es darse cuenta de que la masa del agujero negro resultante de una fusión no es simplemente la suma de sus progenitores. Según las ecuaciones relativistas, aproximadamente el 5 por ciento de la masa combinada del par fusionado se convierte en ondas gravitacionales en ese momento final. Esa conversión se rige por la ecuación más famosa de Einstein, E = mc2, donde m es la masa de los agujeros negros perdida en energía y c es la velocidad de la luz.
¿De cuánta energía estamos hablando aquí?
Mucho. Calculando las matemáticas para la colisión de, digamos, dos agujeros negros de cinco masas solares, la cantidad de energía liberada en menos de un segundo por tal fusión sería aproximadamente la misma que la que emitirá el Sol en siete billones de años. Es decir, por un breve momento esos agujeros negros emiten más energía que la luz de mil millones de galaxias repletas de estrellas.
Y esos eran agujeros negros relativamente pequeños. Otros son mucho, mucho más grandes.
Los agujeros negros supermasivos tienen desde 100.000 hasta miles de millones (sí, miles de millones, con una “b”) de veces la masa del sol. Existen en los centros de todas las grandes galaxias, incluida la Vía Láctea (aunque la nuestra, llamada Sagitario A*, es un poco liviana con apenas cuatro millones de masas solares). Cómo crecieron tanto es todavía un tema de intenso debate; pueden nacer grandes y crecer aún más, o pueden haber comenzado siendo pequeños y haber crecido en tamaño a medida que la galaxia se formó a su alrededor.
Los agujeros negros supermasivos suelen vivir vidas solitarias, pero eso puede cambiar cuando las galaxias chocan y se fusionan. Los dos agujeros negros supermasivos en los centros de cada galaxia entran en órbita juntos y, al igual que sus primos de masa estelar, eventualmente pueden entrar en espiral y combinarse (aunque los detalles de esto son un poco complejos).
Dadas las enormes masas de estos agujeros negros, la explosión final de radiación de ondas gravitacionales que emiten es mucho, mucho mayor. Repitiendo los cálculos anteriores con un par de agujeros negros que tienen, digamos, 100 millones de masas solares cada uno, los números simplemente gritan hacia arriba. La energía que emiten en ese último segundo es miles de veces la energía combinada emitida por todas las estrellas del universo visible durante ese mismo período de tiempo.
Recuerdo la primera vez que me senté y calculé esto yo mismo. La respuesta que obtuve para las ondas gravitacionales torrenciales generadas por la colisión de un agujero negro de masa estelar fue un número tan inmenso que pensé que había cometido un error. Revisé mis números y no, lo hice bien. Entonces me di cuenta de lo que esto debía significar para los agujeros negros supermasivos, con millones de veces más masa convertida en energía. Se me erizó el pelo de la nuca y creo que la habitación giró a mi alrededor por un momento. El peso aplastante de esos números me heló el alma.
Y, sin embargo, estas erupciones “más grandes del universo” son invisibles. ¿Por qué?
Porque las ondas gravitacionales en sí mismas son invisibles y pueden emitirse sin ninguna luz que las acompañe. Las ondas también se debilitan con la distancia y las fusiones supermasivas tienden a ocurrir a miles de millones de años luz de distancia; cuando las ondas llegan a la Tierra, son casi indetectables. Hay alguna evidencia de que hemos visto una fusión, aunque aún no está confirmada. En aproximadamente una década, es posible que obtengamos muchos más datos de la misión de la Antena Espacial con Interferómetro Láser (LISA) de la Agencia Espacial Europea que demostrarán que estos eventos masivos y alucinantes realmente ocurren.
Mientras lees esto, ondas gravitacionales provenientes de fusiones de agujeros negros de energía inimaginable pasan a través de ti, debilitadas a menos de un susurro por su insondable distancia. Dado su poder, eso es algo bueno. Sólo pensar en ellos me deja conmocionado.