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Agujeros negros primordiales: El big bang y la materia oscura.

¿Podría la materia oscura estar formada solo por agujeros negros llamados primordiales?

Nunca ha sido vista, no existe ninguna idea de cómo puede ser o de qué está hecha, no emite luz alguna, ni la absorbe; sin embargo, tiene efectos en su entorno que son observables, es la misteriosa materia oscura y conforma más del 80% de la materia del universo ¿Cómo se vinculan el Big Bang y la materia oscura?

Un descubrimiento hecho a mediados de 2019, ha movido a la comunidad de astrofísicos y otros científicos del mundo. Después de viajar 7 mil millones de años por el espacio, llegó una señal a la tierra  de un evento celestial de proporciones colosales.

 

Dos agujeros negros se fusionaron creando una masa 142 veces mayor a la de nuestro astro rey y produciendo una cantidad de energía de 8 soles en un diminuto momento. Ha sido la fusión más potente que jamás se haya observado. El destello pudo apreciarse en una décima de segundo, un pestañeo demora entre 3 y 4 décimas de segundo, así que podrá imaginarse lo rápido que fue.

 

El evento ha servido para retomar la idea de que la materia oscura se creó con el Big Bang y estaría formada por agujeros negros llamados primordiales.

 

En los 70, el conocido físico teórico, astrofísico, cosmólogo y divulgador científico Stephen Hawking y el matemático y astrónomo Bernard Carr, estudiaban lo que había ocurrido en los primeros momentos de la creación del universo. Propusieron que sutiles fluctuaciones en la densidad pudieron crear demasiada masa en unas zonas particulares y al colapsar estas, se habrían convertido en agujeros negros. Su gravedad lo absorbería todo, incluso la luz.

 

En los 90, la teoría de la inflación suponía un universo en expansión, que en sus primeros momentos contenía a la materia y la energía inmersas en plasma a temperaturas inimaginablemente altas. Al empezar a enfriarse unidades mínimas fundamentales como los quarks y gluones pudieron pegarse para formar partículas de mayor peso, la presión cayó y como explican los mencionados teóricos, pudieron formarse más regiones colapsadas o agujeros negros.

 

Los conceptos no eran bien entendidos en aquellos años ¿Cómo se formaron los hoyos negros primordiales y cuántos podría haber? La verdad como la energía oscura, la verdad estaba velada.

 

La materia oscura podría estar formada por WIMP (partículas ultratímidas), o por neutrinos (pequeños neutrones); pero no por agujeros primordiales que no se descubrían. Pero llegaron las ondas gravitacionales que provienen de la teoría de la relatividad que habían sido predichas en 1915 por Albert Einstein. La tecnología de hoy lo hizo posible y la realidad está cambiando.

 

El observatorio de ondas gravitatorias LIGO, que tiene sedes en Hanford Washington y Livingston, Louisiana, fue el que recibió el 21 de mayo de 2019 la señal del colosal evento cósmico de la fusión de los agujeros negros. El profesor del Observatorio francés de Côte d’Azur Nelson Christensen, señala que la fusión de los ocurrió cuando el universo estaba en la mitad de su creación. Pensar en ello es sobrecogedor.

Interferómetros láser, que literalmente escuchan las vibraciones del espacio tiempo se activaron. Las ondas gravitacionales se propagan a la velocidad de la luz, viajaron hasta nuestro planeta y luego de hacer los cálculos con algoritmos informáticos se hizo la simulación en computadora y LIGO dio a conocer al público la noticia.

Un misterio que se resiste a ser resuelto, un descubrimiento que abre nuevas preguntas y con ellas nuevas maneras de enfocar el problema.

Cuando las estrellas que son muy grandes agotan su combustible ocurre un colapso del núcleo y sobreviene un agujero negro.

Uno de los dos cuerpos que se fusionaron medía 85 masas solares y la física conocida considera que es imposible que se produzca un agujero negro con rango entre 65 y 120 masas solares, en ese rango quedan desgarradas ¿Cómo explicar el resultado de la colisión?

Para el profesor de la Universidad de Glasgow, Martin Hendry, el hoyo negro de 142 masas solares que se formó con esta colisión observada por LIGO puede haberse fusionado con otros de enorme tamaño. Explica que ese proceso termina produciendo agujeros negros supermasivos que en teoría se encontrarían en el centro de las galaxias.

Algunos expertos hablan de la importancia de la materia oscura indicando que sin ella no existiría el universo como lo conocemos. Si los agujeros negros están desde el comienzo del universo, se fusionan y forman la materia oscura, están por todas partes ayudando a construir nuevos sistemas, destruyendo otros, en un constante caos ¿O tal vez ese es el equilibrio de lo que llamamos universo?

La profesora de física Gravitacional de Potsdam, en Alemania, dice que cada vez estamos más cerca de hacer descubrimientos que podrían cambiar lo que se da por sentado. Los detectores de ondas son cada vez más sensibles y estima que caminan para alcanzar a descubrir un agujero por día ¿Cuánto se puede aprender?

El astrofísico de la Universidad de Nueva York Yacine Ali-Haïmoud es un entusiasta de la teoría de los agujeros negros primordiales. En mucho del material científico que publica dice que estos podrían llegar a ser toda la materia oscura que existe, respaldando la posición de Karsten Jedamzik, el cosmólogo de la Universidad de Montpellier que ha mostrado cómo una importante cantidad de agujeros negros primordiales podrían colisionar en consonancia con lo que ha observado LIGO.

Entre otras cosas, el científico logró en sus simulaciones por computadora ver un escenario en el que puede haber cúmulos de agujeros en todas partes y que pudieran alcanzar los mil. Los de 30 masas solares, los más grandes ocuparían el lugar central.

Además propone que el sistema funcionaría de la misma forma que lo hacen las los planetas que giran en torno al sol que chocan en muy raras colisiones, en el caso de los agujeros sin que uno engullera a otro.

Las posiciones de los científicos mencionados tienen sus detractores, ¿De eso se trata la ciencia no?, de cuestionar lo existente, de comprobar o refutar con argumentos para conseguir develar los misterios que hacen la vida tan interesante.

 

Fuentes
En este escrito abordo el tema de la materia oscura y su relación con los agujeros negros desde la perspectiva de algunos expertos y hago algunas reflexiones sobre este interesante tema.
Inspirado en un artículo de Joshua Sokol que publicó en wired.com el 27 de septiembre de 2020 y que tituló: Is Dark Matter Just Black Holes Made During the Big Bang?
Fuentes: wired.com, BBC News, investigacionyciencia.es y ABC.es

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