Hito científico: Agujeros negros podrían explicar la materia oscura que existe en el universo

Durante cientos de años los seres humanos hemos tratado de encontrar una explicación lógica y satisfactoria de los fenómenos que nos rodean. Nuestra curiosidad nos ha permitido comprender mejor nuestro universo, cómo funciona y de qué esta hecho. Sin embargo, no todas las preguntas han sido respondidas y una de las más desafiantes es sobre la existencias de la materia oscura.

Hoy te hablaremos sobre un descubrimiento asombroso de que realizaron los astrónomos sobre los agujeros negros y cómo explican la existencia de la materia oscura.

¿Qué es la materia oscura?

La materia oscura es un concepto en astrofísica y cosmología que se refiere a una forma de materia hipotética que no emite, absorbe ni refleja luz, por lo que no es detectable directamente mediante métodos tradicionales de observación astronómica. Aunque no se ha observado directamente, su existencia se postula para explicar ciertos fenómenos observados en el universo.

La materia oscura se propone debido a que hay evidencia de que la gravedad ejerce una influencia mayor de la que puede ser explicada por la cantidad de materia visible en el universo. Por ejemplo, al estudiar la velocidad de rotación de las galaxias, se ha observado que la velocidad de las estrellas en las regiones exteriores de una galaxia es mayor de lo que se esperaría si solo se tuviera en cuenta la masa de la materia visible. Además, durante los fenómenos de lentes gravitacionales, se ha observado una curvatura de la luz que indica la presencia de una mayor cantidad de masa de la que se puede observar directamente.

Se cree que la materia oscura constituye una gran parte de la masa total del universo, alrededor del 85% según las estimaciones actuales. Sin embargo, su naturaleza exacta sigue siendo desconocida. Se han propuesto diferentes partículas como candidatas a ser la materia oscura, como los llamados WIMPs (partículas masivas débilmente interactivas), pero aún no se ha confirmado ninguna de ellas de manera concluyente.

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 publicado 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.

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.

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”.

Via: Ensedeciencia