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Seg\u00fan Priyamvada Natarajan, el universo est\u00e1 repleto de agujeros negros. Cuerpos celestes invisibles con tanta gravedad que ni siquiera la luz puede escapar de ellos. Su n\u00famero puede estar en los trillones. Y todos se originaron cuando el universo ten\u00eda solo una fracci\u00f3n de segundo.\n <\/p>\n
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Bueno, el astr\u00f3nomo indio, afiliado a la Universidad Americana de Yale, por supuesto no est\u00e1 seguro. Todav\u00eda no hay pruebas convincentes reales. \u201cPero es una idea plausible\u201d, dice Natarajan. Junto con dos colegas, pronto publicar\u00e1 un importante art\u00edculo al respecto en la revista especializada. El diario astrof\u00edsico<\/i>\u2020\n <\/p>\n
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La belleza de la idea especulativa: matas tres p\u00e1jaros de un tiro. Tres problemas apremiantes en astronom\u00eda desaparecer\u00e1n como la nieve al sol si el Big Bang, que anunci\u00f3 el nacimiento del universo hace 13.800 millones de a\u00f1os, fuera de hecho una f\u00e1brica de agujeros negros. No es de extra\u00f1ar que esos ‘agujeros negros primordiales’ (agujeros negros primordiales<\/i>) han ganado popularidad en los \u00faltimos a\u00f1os.\n <\/p>\n\n
tipos rudos
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Los astr\u00f3nomos conocen dos tipos de agujeros negros: ligeros y pesados. Conceptos relativos, porque las muestras de luz ya pesan entre 2,5 y aproximadamente 25 veces m\u00e1s que nuestro sol. Son los restos de estrellas gigantes explotadas. Los agujeros negros de la segunda categor\u00eda pueden tener unos pocos millones o incluso unos miles de millones de veces la masa del Sol. Esos agujeros negros supermasivos se encuentran en los n\u00facleos de galaxias como nuestra propia V\u00eda L\u00e1ctea.\n <\/p>\n
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Sin embargo, en los \u00faltimos a\u00f1os, los astr\u00f3nomos han medido ondas gravitacionales (ondas diminutas en el espacio vac\u00edo) que emanan de agujeros negros en colisi\u00f3n en las profundidades del universo. Las medidas muestran que a veces son decenas de veces m\u00e1s pesados \u200b\u200bque el sol. Dif\u00edcil de explicar con las teor\u00edas actuales. Excepto si no fueron creados por explosiones estelares, sino mucho antes, durante el Big Bang. Problema 1 resuelto.\n <\/p>\n
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Tambi\u00e9n hay algo extra\u00f1o en los supermasivos en los n\u00facleos de las galaxias. Deben haberse engordado con el tiempo al tragar grandes cantidades de gas y estrellas de su entorno. Eso lleva tiempo, por supuesto. Sin embargo, a enormes distancias en el cosmos, donde miras miles de millones de a\u00f1os atr\u00e1s en el tiempo, todos esos tipos duros han sido encontrados. \u00bfC\u00f3mo pudieron existir agujeros negros tan gigantescos tan pronto despu\u00e9s del Big Bang? Quiz\u00e1s porque los primeros ‘g\u00e9rmenes’ ya estaban all\u00ed desde el nacimiento del universo. Salir del problema 2.\n <\/p>\n
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El tercer y quiz\u00e1s el problema m\u00e1s importante que los agujeros negros primordiales ofrecen una soluci\u00f3n es el misterio de la materia oscura. Las mediciones de gravedad muestran que debe haber seis veces m\u00e1s materia en el universo de lo que los astr\u00f3nomos pueden ver con telescopios. La composici\u00f3n del universo te dice que la materia oscura no puede consistir en n\u00facleos at\u00f3micos ordinarios. Las b\u00fasquedas de part\u00edculas elementales desconocidas hasta ahora no han arrojado nada. Tampoco pueden ser agujeros negros “ordinarios”: no son lo suficientemente numerosos. Pero si billones de agujeros antiguos se formaron poco despu\u00e9s del Big Bang, el problema de la materia oscura tambi\u00e9n desapareci\u00f3.\n <\/p>\n
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Bernard Carr, de la Universidad Queen Mary de Londres, no cree que sea una idea descabellada. “Por lo general, se supone que la materia oscura est\u00e1 formada por alguna part\u00edcula misteriosa”, dice, “pero eso se debe principalmente a que hay muchos m\u00e1s f\u00edsicos de part\u00edculas que astr\u00f3nomos”. Ahora que todav\u00eda no se encuentra esa part\u00edcula “totalmente hipot\u00e9tica”, la gente est\u00e1 empezando a rascarse la cabeza, dijo Carr. “Sabemos que existen agujeros negros, no necesitas un concepto completamente nuevo para ellos”.\n <\/p>\n Stephen Hawking \n No deber\u00eda sorprender que Carr est\u00e9 entusiasmado con los agujeros negros primordiales. En 1974, como estudiante de doctorado en la Universidad de Cambridge, public\u00f3 un art\u00edculo innovador sobre este tema. agujeros negros primordiales<\/i>, junto a su entonces maestro Stephen Hawking. Aunque ya se hab\u00eda especulado en la d\u00e9cada de 1960, incluso por parte del ruso Igor Novikov, su publicaci\u00f3n realmente puso la idea en el mapa por primera vez.\n <\/p>\n \n Una fracci\u00f3n de segundo despu\u00e9s del Big Bang, el Universo en expansi\u00f3n no solo estaba extremadamente caliente, sino que tambi\u00e9n era incre\u00edblemente denso. Pero no era exactamente igual en todas partes: tal vez hab\u00eda \u00e1reas diminutas donde la densidad era a\u00fan mucho m\u00e1s alta que el promedio, sugirieron Carr y Hawking. Estas \u00e1reas podr\u00edan colapsar por su propia gravedad en agujeros negros microsc\u00f3picos: tan peque\u00f1os como un n\u00facleo at\u00f3mico, pero tan masivos como el Monte Everest.\n <\/p>\n \n Por un momento pareci\u00f3 que esta teor\u00eda podr\u00eda resolver un enigma completamente diferente en astronom\u00eda. Los astr\u00f3nomos hab\u00edan descubierto misteriosas explosiones de rayos gamma de alta energ\u00eda en el universo, y los agujeros primordiales de Carr y Hawking ofrec\u00edan una brillante explicaci\u00f3n. Hawking calcul\u00f3 que los agujeros negros se evaporan lenta pero seguramente con el tiempo al emitir lo que ahora se llama radiaci\u00f3n de Hawking, un efecto inevitable de la f\u00edsica cu\u00e1ntica. Esa evaporaci\u00f3n se acelera a medida que el agujero negro se vuelve m\u00e1s ligero y termina con una violenta explosi\u00f3n. Para un agujero negro ‘ordinario’, ese proceso lleva un tiempo inimaginablemente largo, pero los agujeros microsc\u00f3picos del origen del universo tendr\u00edan una vida \u00fatil de entre diez y veinte mil millones de a\u00f1os. Entonces deber\u00edas poder verlo explotar ahora.\n <\/p>\n \n Sin embargo, los estallidos c\u00f3smicos de rayos gamma parec\u00edan originarse de una manera diferente. los agujeros negros primordiales<\/i> por Carr y Hawking nunca podr\u00eda ser lo suficientemente numerosa como para explicar la materia oscura en el universo. Toda la idea cay\u00f3 gradualmente en desgracia, sobre todo porque con el tiempo salieron a la luz muchos contraargumentos.\n <\/p>\n \n As\u00ed que cabr\u00eda esperar que hubiera alg\u00fan tipo de distribuci\u00f3n natural en las masas de esos agujeros antiguos: incre\u00edblemente muchos muy peque\u00f1os, pero tambi\u00e9n innumerables espec\u00edmenes de peso medio y una gran cantidad de chicos realmente pesados. Precisamente esos agujeros primordiales m\u00e1s grandes y pesados \u200b\u200bdeber\u00edan revelar su existencia de muchas otras maneras, y no result\u00f3 ser el caso.\n <\/p>\n \n Adem\u00e1s, las mediciones de precisi\u00f3n de la radiaci\u00f3n c\u00f3smica de fondo de microondas, una especie de “resplandor” del Big Bang, muestran que las variaciones de densidad en el universo reci\u00e9n nacido fueron extremadamente peque\u00f1as: una peque\u00f1a fracci\u00f3n del uno por ciento, que es demasiado peque\u00f1a para la producci\u00f3n. de agujeros negros. Es cierto que esas medidas solo se relacionan con \u00e1reas relativamente grandes, pero parece una ilusi\u00f3n suponer que a peque\u00f1a escala esto de repente ser\u00eda completamente diferente. Por tanto, siempre ha habido muchos te\u00f3ricos que refirieron resueltamente la idea de los agujeros negros primordiales al \u00e1mbito de las f\u00e1bulas.\n <\/p>\n Agujeros antiguos bajo el radar \n Pero la marea est\u00e1 cambiando, se\u00f1ala Carr, que ahora tiene 73 a\u00f1os. \u201cTengo m\u00e1s de 45 a\u00f1os en agujeros negros primordiales<\/i> funcion\u00f3\u201d, dice, \u201cy en los \u00faltimos a\u00f1os otros investigadores han vuelto a entusiasmarse\u201d. Como el astr\u00f3nomo de Yale Priyamvada Natarajan, que ahora se ha metido en ello junto con Nico Cappelluti de la Universidad de Miami y G\u00fcnther Hasinger, director cient\u00edfico de la Agencia Espacial Europea (ESA).\n <\/p>\n \n Poco despu\u00e9s del nacimiento, el Universo experiment\u00f3 algunas transiciones de fase discretas, algo similares a las transiciones de vapor de agua a agua l\u00edquida y de agua a hielo. Durante esas transiciones de fase, es posible que se hayan formado agujeros negros primordiales con masas bastante espec\u00edficas, explica Natarajan a trav\u00e9s de una conexi\u00f3n de Zoom desde India, donde visita a sus padres. Entonces no hay distribuci\u00f3n de masa natural. Por ejemplo, los agujeros antiguos pueden haber permanecido bajo el radar astron\u00f3mico hasta ahora.\n <\/p>\n \n Pero eso puede no durar mucho. Seg\u00fan Cappelluti, Hasinger y Natarajan, la existencia de agujeros negros primordiales pronto podr\u00eda ser demostrada por el nuevo telescopio espacial James Webb, lanzado a fines de diciembre, o por el futuro detector de ondas gravitacionales LISA, lanzado por la ESA a mediados de la d\u00e9cada de 1930.\n <\/p>\n \n Webb se remonta a unos pocos cientos de millones de a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang. Si el universo reci\u00e9n nacido estuviera poblado por agujeros negros primordiales, habr\u00edan ejercido una gravedad adicional en su entorno. Las estrellas y las galaxias se formaron mucho antes de lo que sugieren las teor\u00edas actuales, explica Natarajan, y Webb deber\u00eda poder ver eso. Tambi\u00e9n cabr\u00eda esperar que los agujeros negros colisionaran m\u00e1s a menudo en la juventud del universo; despu\u00e9s de todo, as\u00ed es como se formaron los primeros supermasivos en los n\u00facleos de las galaxias. LISA puede detectar las ondas gravitacionales de esas primeras colisiones.\n <\/p>\n \n Trillones de agujeros negros tan antiguos como el universo mismo, y que a pesar de su naturaleza oscura arrojan nueva luz sobre el misterio de la materia oscura: Bernard Carr est\u00e1 ansioso por obtener pruebas de su existencia. “Las pistas son cada vez m\u00e1s fuertes”, dice, “tal vez tengamos la respuesta en una d\u00e9cada”.\n <\/p>\n Registros de agujeros negros \n – Eso primer agujero negro <\/b>El que se ha identificado con certeza es Cygnus X-1, en 1971. Est\u00e1 ubicado en nuestra propia galaxia, la V\u00eda L\u00e1ctea, a 7200 a\u00f1os luz de distancia en la constelaci\u00f3n del Cisne, y pesa m\u00e1s de 21 veces el Sol. El descubrimiento revolucionario fue realizado por Louise Webster y Paul Murdin del Observatorio de Greenwich.\n <\/p>\n \n – Eso agujero negro mas pesado<\/b> descubierto hasta ahora reside en el n\u00facleo de la galaxia TON 618, a unos 11 mil millones de a\u00f1os luz de distancia. Se estima que es 66 mil millones de veces m\u00e1s masivo que el Sol. Sin embargo, la determinaci\u00f3n de la masa es incierta. En total, hay alrededor de 25 agujeros negros conocidos que probablemente tengan m\u00e1s de mil millones de masas solares.\n <\/p>\n \n – Eso agujero negro m\u00e1s ligero<\/b>, llamado XTE J1819-254, pesa seis veces m\u00e1s que el Sol. Se encuentra a m\u00e1s de 20.000 a\u00f1os luz de distancia en la constelaci\u00f3n de Sagitario. El agujero negro succiona gas de una estrella que lo orbita. Ese gas est\u00e1 tan caliente que emite rayos X; as\u00ed fue como se descubri\u00f3 el agujero negro.\n <\/p>\n \n – Eso agujero negro m\u00e1s cercano<\/b> es XTE J1118+480, ubicado a unos 5.700 a\u00f1os luz de distancia en la constelaci\u00f3n de la Osa Mayor. Es 6,5 veces m\u00e1s masivo que el sol. Los objetos candidatos m\u00e1s cercanos (y m\u00e1s livianos), como ‘el Unicornio’ (1500 a\u00f1os luz, 3 masas solares), no se sabe con certeza si son realmente agujeros negros.\n <\/p>\n \n – Los colisi\u00f3n m\u00e1s fuerte de dos agujeros negros<\/b> fue detectado el 21 de mayo de 2019 por los detectores de ondas gravitacionales LIGO y Virgo. Los agujeros negros en colisi\u00f3n eran 66 y 85 veces m\u00e1s masivos que el Sol. El impacto se produjo a una distancia tan grande que las ondas gravitacionales tardaron 7.000 millones de a\u00f1os en llegar a la Tierra.\n <\/p>\n<\/p><\/div>\n<\/p><\/div>\n\n
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