Hay señales que atraviesan el Universo durante miles de millones de años antes de alcanzar la Tierra. Durante todo ese tiempo viajan casi a la velocidad de la luz, cruzando galaxias, nubes de gas y regiones aparentemente vacías del espacio. Una de esas señales puede durar apenas unas milésimas de segundo. Y, sin embargo, puede contener información sobre una parte enorme del Universo que todavía no comprendemos. Son los estallidos rápidos de radio, conocidos como FRB (Fast Radio Bursts), uno de los fenómenos más misteriosos descubiertos en la astronomía moderna. Sabemos que son destellos extremadamente breves e intensos de ondas de radio. Muchos parecen estar relacionados con magnetars, estrellas de neutrones que poseen algunos de los campos magnéticos más extremos conocidos. Pero para los cosmólogos, lo más interesante quizá no sea solamente descubrir qué produce estas explosiones. Lo verdaderamente extraordinario es lo que ocurre durante el viaje de sus señales hacia nosotros.

Imaginemos que un FRB se produce en una galaxia situada a miles de millones de años luz. La señal comienza entonces un viaje inimaginablemente largo hacia la Tierra. Pero el espacio entre las galaxias no está completamente vacío. Existe gas extremadamente tenue, plasma y materia distribuida a lo largo de la gigantesca estructura conocida como red cósmica. Cuando las ondas de radio atraviesan ese material, su señal experimenta pequeñas modificaciones. Los astrónomos pueden estudiar esas alteraciones y extraer información sobre la cantidad de materia que la señal ha encontrado durante su recorrido. Es como si el Universo hubiera convertido cada FRB en una especie de sonda natural. No podemos viajar hasta esas regiones lejanas. No podemos enviar una nave para medir directamente la materia que existe entre las galaxias. Pero podemos esperar a que el propio Universo nos envíe una señal. Y después leerla.

Aquí aparece uno de los grandes problemas de la cosmología moderna. La materia que podemos observar directamente —estrellas, planetas, galaxias, gas y todo aquello que forma nuestro entorno cotidiano— representa solamente una pequeña fracción del contenido del Universo. La mayor parte está formada por componentes que todavía no comprendemos completamente: materia oscura y energía oscura. La materia oscura no emite luz, pero su gravedad ayuda a construir las estructuras cósmicas. La energía oscura, por su parte, está relacionada con la expansión acelerada del Universo. Y existe además otro ingrediente especialmente escurridizo: los neutrinos, partículas que poseen una masa diminuta y que atraviesan continuamente nuestro planeta prácticamente sin interactuar con la materia. Comprender cómo se distribuye la materia a gran escala puede ayudarnos a distinguir las huellas que dejan todos estos componentes. Y aquí los FRB pueden convertirse en una herramienta extraordinariamente poderosa.

Durante mucho tiempo hemos hablado del Universo como si fuera un espacio inmenso y vacío. Pero esa imagen es engañosa. A escalas gigantescas, la materia forma una estructura parecida a una enorme red tridimensional: filamentos, cúmulos, galaxias y grandes regiones con mucha menos materia. Los cosmólogos hablan de la estructura a gran escala del Universo. La materia no está distribuida al azar. Está agrupada. Y conocer exactamente cuánto se agrupa y dónde se encuentra es fundamental para entender cómo ha evolucionado el cosmos desde sus primeras etapas. Los FRB ofrecen una nueva manera de estudiar esa estructura. Cada explosión de radio proporciona una especie de línea de visión a través del Universo. Si conseguimos observar suficientes FRB y conocer con precisión de dónde proceden, podemos comenzar a construir un mapa de la materia que encontraron durante su viaje. Es, en cierto sentido, una forma de tomografía cósmica.

Pero existe una dificultad. Las galaxias no son estructuras pasivas. En el centro de muchas de ellas existen agujeros negros supermasivos que pueden devorar materia y liberar enormes cantidades de energía. Esta actividad puede expulsar gas hacia el espacio que rodea a las galaxias y redistribuir la materia a enormes distancias. Los astrónomos llaman a este fenómeno feedback o retroalimentación galáctica. Y aquí aparece una de las claves del estudio. Ese proceso puede modificar la distribución de la materia de una manera que, en determinados análisis, puede parecerse a los efectos producidos por otros componentes cosmológicos. Por ejemplo, el efecto de los neutrinos sobre la formación de estructuras también puede suavizar la distribución de la materia. Por eso es necesario saber cuánto de lo que observamos procede de los agujeros negros y cuánto puede estar relacionado con otras propiedades fundamentales del Universo. Los FRB pueden ayudar precisamente a realizar esa separación.

Un equipo dirigido por investigadores de Caltech ha analizado una muestra de aproximadamente 100 FRB para estudiar cómo se distribuye la materia entre las galaxias y medir el efecto de la actividad galáctica sobre esa distribución. La muestra todavía es pequeña. Pero el resultado apunta hacia algo mucho mayor. Si unas pocas decenas de explosiones ya pueden proporcionar información cosmológica, imaginemos lo que podría conseguirse cuando los astrónomos dispongan de miles o incluso decenas de miles de FRB bien localizados. Entonces estas explosiones podrían convertirse en una auténtica herramienta para estudiar el Universo oscuro. No porque podamos observar directamente la materia oscura, sino porque podemos observar cómo se distribuye la materia que sí podemos detectar y comparar esa distribución con las predicciones de nuestros modelos cosmológicos.

Quizá lo más fascinante de los FRB sea que nos obligan a cambiar nuestra manera de pensar sobre la observación astronómica. Normalmente imaginamos un telescopio mirando hacia una galaxia lejana. Pero en este caso no estamos interesados únicamente en el lugar donde nació la señal. También nos interesa todo lo que encontró durante el camino. La señal se convierte así en una especie de testigo de su propio viaje. Cada nube de gas, cada región del espacio y cada estructura que atravesó deja una pequeña huella en ella. Y nosotros, miles de millones de años después, podemos intentar reconstruir ese recorrido. Es como recibir una carta escrita por el Universo en un idioma que todavía estamos aprendiendo a descifrar.

Los FRB comenzaron a sorprender a los astrónomos hace relativamente poco tiempo. Todavía no comprendemos completamente cómo se producen todos ellos ni si existe una única clase de mecanismo capaz de explicar toda su diversidad. Pero ahora estamos descubriendo que quizá su importancia va mucho más allá del fenómeno que los genera. Estas explosiones podrían convertirse en faros cósmicos, capaces de iluminar indirectamente la materia que se encuentra entre las galaxias. Podrían ayudarnos a comprender mejor la materia oscura, mejorar nuestras estimaciones sobre la masa de los neutrinos y proporcionar nuevas herramientas para estudiar la energía oscura y la expansión del Universo.

Y quizá ahí esté la verdadera revolución. A veces, para descubrir los secretos del Universo, no necesitamos mirar directamente aquello que buscamos. Solo necesitamos observar cuidadosamente la huella que deja en el camino. Los FRB podrían ser precisamente eso: pequeñas explosiones de radio procedentes de los confines del cosmos que, después de atravesar miles de millones de años luz, llegan hasta nosotros llevando consigo un mapa invisible del Universo.