Los modos cuasinormales sin amortiguamiento (ZDM) en la gravitación cuadrática

Por Francisco R. Villatoro, el 20 junio, 2026. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Relatividad • Science

El físico indio C. V. «Vishu» Vishveshwara (1938–2017) descubrió en 1970 el papel de los modos cuasinormales en la fase de ringdown de las fusiones de agujeros negros. En las teorías de gravitación más allá de la relatividad general aparecen correcciones a estos modos cuasinormales. Se publica en arXiv que en el caso de la gravitación cuadrática (que incluye términos cuadráticos en la curvatura) aparecen modos cuasinormales sin amortiguamiento (ZDM, por zero-damping modes). El ringdown es la fase en la que el agujero negro recién formado presenta un horizonte de sucesos que vibra de forma intensa con modos cuasinormales (,m) que se amortiguan (DM, por damping modes). Para agujeros negros casi estremales (a = J/M  ⪅ 1), en la gravitación también aparecen modos ZDM cuando el parámetro μ = m/(+1/2), es mayor que un valor crítico μcr ≈ 0.744, que separa el régimen solo con DM del que además tiene ZDM. La observación usando ondas gravitacionales de modos ZDM sería una señal firme de física más allá de la relatividad general.

Los agujeros negros en rotación (de tipo Kerr) tienen un límite máximo para su rotación. Su momento angular no puede superar Jₘₐₓ = G M²/c. Se suele definir el espín adimensional χ = c J/(G M²), que debe cumplir |χ| ≤ 1, siendo el caso extremal |χ| = 1. Se suele trabajar con unidades naturales (G = 1 = c), con el parámetro de Kerr a = J/M, siendo la condición extremal a/M = 1, es decir, J/M² = 1. El nuevo artículo se titula “señal amplificada” de nueva física porque la existencia de ZDM es una señal muy clara de nueva física más allá de la relatividad general; la razón es que pequeños cambios en el momento angular dan lugar a grandes cambios en el espectro de ZDM (como ilustra la figura, parte izquierda). Por supuesto, si la Naturaleza se describe por la relatividad general, no existirán las correcciones cuadráticas y los futuros intentos de observar los ZDM fracasarán. Pero en el contexto de la teoría de cuerdas se predicen infinitas correcciones en forma de correcciones de potencias crecientes en la curvatura. Por ello, si algún día se descubren los ZDM, no solo aparecerá física más allá de la teoría de Einstein, sino que además se interpretará como una predicción de la teoría de cuerdas.

Cuando se logren medidas de alta precisión de los modos cuasinormales en el ringdown de fusiones de agujeros negros mediantes ondas gravitacionales se podrá descartar la existencia de la «señal amplificada» en modos ZDM (o se descubrirá, en su caso). El artículo es Pablo A. Cano, Marina David, Guido van der Velde, «Amplification of new physics in the quasinormal mode spectrum of highly-rotating black holes,» arXiv:2510.17962 [gr-qc] (20 Oct 2025), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2510.17962. Por cierto, el artículo citado al principio es C. V. Vishveshwara, «Scattering of Gravitational Radiation by a Schwarzschild Black-hole, » Nature 227: 936-938 (1970), doi: https://doi.org/10.1038/227936a0. Este artículo fue seleccionado por la Dr. José Edelstein para el episodio 563 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido.



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