Agujeros negros podrían explicar la materia oscura que existe en el universo, astrónomos lo prueban
Uno de los grandes enigmas que la ciencia no ha podido explicar y que es motivo de gran interés para los científicos y los amantes de la astronomía, es la existencia de la materia oscura.
La materia oscura es una forma de materia que no interactúa con la luz ni con otras formas de radiación electromagnética, por lo que no se puede ver directamente con los telescopios. A pesar de esto, los astrónomos creen que la materia oscura existe en el universo debido a los efectos gravitacionales que produce en la materia visible, como las estrellas y las galaxias.
Sin embargo, esto ha cambiado de manera drástica, pues nuevos estudios aportan información que puede explicar la formación de materia oscura.
Los agujeros negros en el universo joven pueden explicar la materia oscura
Recientemente astrónomos del Departamento de Física Teórica la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y el Instituto de Física Teórica UAM/CSIC han propuesto, en un artículo publicadon en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, que los agujeros negros primordiales podrían haber sido producidos por un aumento de la temperatura del universo durante sus primeros instantes de vida.
De acuerdo con los científicos, ese aumento en la temperatura pudo haber provocado la formación de ondas gravitacionales, que son pequeñas deformaciones del espacio-tiempo, los cuales se propagan de forma similar a las ondas en la superficie de un lago, que hoy podríamos detectar con un sistema de satélites detectores con la sensibilidad adecuada.
Las ondas gravitaciones se comportaron como las ondas que se generan en el agua.
Los agujeros negros primordiales y la materia oscura
Una forma de explicar la existencia de la materia oscura es mediante los agujeros negros primordiales, que son regiones del espacio-tiempo extremadamente densas, a tal punto que ni siquiera la luz puede escapar a su atracción gravitatoria.
Se le llama “primordiales” porque a diferencia de los agujeros negros comunes, su origen no es el colapso de estrellas en el universo tardío, sino elevadas concentraciones de materia y energía del universo primitivo. Los astrónomos consideran que estas zonas de alta densidad podrían haberse formado a partir de fluctuaciones cuánticas generadas en una fase del universo conocida como “inflación primordial”.
La llamada inflación primordial también es capaz de explicar las semillas de densidad que dieron origen a las estructuras presentes en el universo, como por ejemplo las galaxias. De forma similar, semillas primordiales de densidad suficiente podrían explicar la formación de agujeros negros.
En propias palabras de los autores: “Al tener los agujeros negros primordiales y las ondas gravitacionales su origen en un mismo proceso físico, la detección de estas últimas constituiría una valiosa fuente de información. Por ejemplo, la frecuencia de las ondas gravitacionales permitiría determinar la masa de los agujeros negros primordiales”.
Finalmente, los investigadores agregaron que: “La detección de este tipo de ondas gravitacionales podría suponer no solo un hito sensacional en la física de la gravitación, sino también un avance fundamental en la solución del problema de la materia oscura. Además, significaría un gran progreso, tal vez radical, en nuestra forma de entender la física del universo temprano”.
De este modo, el trabajo ofrece en conjunto una nueva hipótesis para explicar la naturaleza de la materia oscura.
¿Cuánta materia oscura existe en el universo?
Se cree que la materia oscura representa aproximadamente el 27% de la materia y energía totales del universo, mientras que la materia visible (como estrellas, planetas y galaxias) representa solo alrededor del 5%. La materia oscura es importante en la formación y evolución de las galaxias, ya que proporciona la fuerza gravitatoria necesaria para mantener unidas las estructuras a gran escala del universo.
Aunque se sabe que existe materia oscura, todavía no se sabe qué es exactamente o cómo se forma. Los científicos están trabajando para detectar y comprender mejor la naturaleza de la materia oscura a través de experimentos en el espacio y en la Tierra.
El artículo completo ha sido publicado en la revista de la Cornell University, con el nombre de “Primordial black holes and gravitational waves from dissipation during inflation”.