Es posible que los primeros agujeros negros que se formaron en los momentos caóticos posteriores al Big Bang no se hayan desvanecido como se pensaba anteriormente. Un estudio reciente cuestiona la suposición arraigada desde hace mucho tiempo de que los agujeros negros primordiales (los primeros agujeros negros del universo) inevitablemente se encogen y se evaporan debido a la radiación de Hawking. En cambio, la investigación sugiere que algunos de estos objetos antiguos podrían haber crecido absorbiendo radiación del universo primitivo, sobreviviendo potencialmente hasta el día de hoy como componente de la materia oscura.
El modelo estándar versus nuevos hallazgos
Durante décadas, el consenso científico sostuvo que los agujeros negros primordiales más pequeños perderían masa gradualmente a través de la radiación de Hawking y eventualmente desaparecerían. Este destino se consideraba inevitable según la relatividad general. Sin embargo, la nueva investigación –publicada en enero en arXiv– introduce un factor crítico: la radiación térmica extrema presente en el universo temprano. El artículo sostiene que si la “eficiencia de colapso” de un agujero negro primordial excede un cierto umbral, no simplemente se evapora; se alimenta activamente de los fotones circundantes y, en cambio, crece en masa.
Esto no es simplemente un ajuste a la teoría existente. El universo primitivo era un ambiente increíblemente denso y caliente, lleno de radiación de alta energía. Si los agujeros negros primordiales pudieran absorber eficientemente esta radiación, su tasa de supervivencia sería significativamente mayor de lo estimado anteriormente. Esto desafía nuestra comprensión de su ciclo de vida y amplía drásticamente la posible gama de masas que aún podrían existir en la actualidad.
Implicaciones para la materia oscura
Las implicaciones son profundas, particularmente para la búsqueda de materia oscura, la misteriosa sustancia que constituye aproximadamente el 85% de la masa del universo. Si los agujeros negros primordiales pueden crecer y persistir, podrían constituir una porción sustancial de la materia oscura. La investigación especifica que el rango de masas permitido para que estos agujeros negros actúen como candidatos a materia oscura aumenta dramáticamente dependiendo de su eficiencia de absorción.
- Con una eficiencia de absorción de 0,3, el rango de masa viable se expande de 10^16 gramos a 10^21 gramos.
- Con una eficiencia de 0,39, el rango aumenta de 5×10^14 gramos a 5×10^19 gramos.
Estos rangos son mucho más amplios de lo que se pensaba anteriormente, lo que significa que aún hoy podrían existir más agujeros negros primordiales de diversas masas sin ser detectados.
Repensar el universo primitivo
Este trabajo exige una reevaluación fundamental de nuestra comprensión del cosmos primitivo. Supusimos que sabíamos cómo evolucionaron estos objetos, pero parece que el universo tenía un plan diferente. La capacidad de los agujeros negros primordiales para crecer altera fundamentalmente nuestra historia cósmica, obligándonos a reconsiderar las condiciones de su formación y el papel potencial que desempeñan en el misterio actual de la materia oscura.
Esta investigación no es sólo un pequeño ajuste a un modelo; es un nuevo capítulo en nuestra comprensión de los primeros momentos del universo.
