Después de años, la búsqueda de los astrónomos para probar la existencia de los agujeros negros primordiales (ANP) sigue en pie. Efectivamente, el paso de los años nos ha llevado a descubrir infinidad de nuevos agujeros negros en nuestra galaxia y también en las aledañas. No obstante, los ANP siguen siendo solo una teoría sin pruebas. Pero, de conseguirlas, podrían ayudarnos a explicar el funcionamiento de la elusiva materia oscura.

La investigación que busca conseguir estas pruebas en un futuro publicó su primera entrega recientemente en Physical Review Letters. Dentro de esta, los autores Alexander Kusenko, Misao Sasaki, Sunao Sugiyama, Masahiro Takada, Volodymyr Takhistov y Edoardo Vitagliano presentaron el desarrollo matemático que respalda la realización de un estudio físico.

Con esto de base, ya han iniciado también la búsqueda de señales de los ANP utilizando un telescopio gigante de 8.2 metros. Gracias a esta colaboración entre físicos de la Universidad de California (Estados Unidos) y del Instituto Kavli para la Física y Matemáticas del Universo (Japón) es que podríamos acercarnos a un mejor entendimiento de la formación y distribución original de nuestro universo.

¿Vistazos a otros universos?

Según la teoría que presentan los investigadores, los agujeros negros primordiales podrían ser pruebas de la existencia de otros universos cuya formación se dio meros segundos después de la aparición del nuestro.

Claramente, incluso si se descubre la existencia de un ANP, esto no implicaría que tendríamos ya lista una ventana a realidades paralelas. De hecho, estaríamos aún muy lejos de una confirmación de ese estilo.

No obstante, el poder contar con una prueba de la presencia de los agujeros negros primordiales sí podría ayudarnos a comprender otros misterios de nuestro propio universo, como por ejemplo la existencia de la materia oscura. Asimismo, sería una herramienta clave para entender los orígenes del universo, sus galaxias y la disposición de estas.

Como si esto fuera poco, a pesar de que no nos daría una simple ventana a otros universos, sí podría al menos indicarnos la existencia del llamado multiverso. Obviamente esto último aún estaría altamente sujeto a debate y se requerirían más pruebas para comprobarlo. Sin embargo, al menos serviría como un primer vistazo a un posible gran descubrimiento que cambiaría todo lo que conocemos sobre nuestro universo.

¿Qué diferencia a los agujeros negros primordiales del resto?

Ya en otros momentos hemos explicado qué es un agujero negro y cómo se forman en el espacio. Pero, en resumidas cuentas, podemos decir que estos son fenómenos cósmicos en los que una estrella de gran masa colapsa sobre sí misma debido a su propia gravedad y crea lo que se conoce como una “singularidad”.

Dentro de dicha “singularidad” se rompen leyes básicas de la física, como que dos átomos no pueden ocupar un mismo espacio de forma simultánea, ya que sus masas no se superponen. Dentro de los agujeros negros, esta concepción se rompe, creando puntos extremadamente densos en comparación con su volumen. En general, esto también se da para los agujeros negros primordiales, al igual que se debería mantener la fuerte gravedad que no deja escapar ni siquiera las partículas de luz.

Ahora, los ANP si deberían tener un detalle diferenciador, y este es su propia masa total. Según la teoría, estos deberían haberse creado en los primeros segundos de existencia del universo. En ese entonces, la radicación sería la reina del espacio, sin dejar mucho lugar para algo más, y las condiciones generales serían extremas.

En consecuencia, se requeriría un nivel de masa y presión gravitacional menor para que igual se creara un agujero negro. Para los investigadores, esto podría indicar que los ANP son naturalmente “más pequeños” que los agujeros negros comunes, lo que ha evitado que, incluso ahora, se haga imposible detectarlos.

La ciencia aún espera ubicar un agujero negro primordial

Para estos momentos, se han descubierto agujeros negros cerca de la Tierra, se ubicó uno supermasivo en el medio de la Vía Láctea al igual que otros iguales en el centro de más galaxias cercanas. Sin embargo, el tema de los hoyos negros sigue siendo altamente debatido, teniendo incluso tendencias nacientes que aún los refutan en concepto.

Por este motivo, el hablar de los agujeros negros primordiales se vuelve difícil, ya que ni siquiera cuentan con las evidencias que sustentan a los regulares. Por si fuera poco, debido a su pequeño tamaño y larga edad, se cree que fenómenos como las ráfagas de radiación de Hawking podrían haber hecho desaparecer muchos.

En general, se considera que, si hubiera alguno en nuestro universo, para este momento ya habríamos visto al menos una evidencia. No obstante, los investigadores claman que la falta de estas tal vez se deba a un proceso de búsqueda errado.

Un nuevo experimento podría ayudar a probar la existencia de los ANP

Con la finalidad de comprobar finalmente si hay o no un agujero negro primordial entre nuestra galaxia y otra cercana (Andromeda) los investigadores esperan observar la frontera entre estas a través del Hyper Suprime-Cam del Telescopio Subaru.

En ocasiones anteriores se hizo un seguimiento similar de este espacio durante 7 horas y se tomaron 200 instantáneas. Lastimosamente, el equipo que realizó esa investigación no se tomó con ninguna prueba que sustentara a los agujeros negros primordiales.

Ahora, la nueva propuesta es multiplicar el tiempo de observación y llevarlo a al menos 88 horas continuas. Según sus cálculos, este nuevo lapso temporal más amplio aumentaría las posibilidades de identificar un ANP en la frontera entre galaxias.

De lograrlo, con la nueva información podríamos comprender mejor qué es lo que hay detrás de la misteriosa materia oscura. Asimismo, tendríamos la posibilidad de dar un vistazo desde otra perspectiva al proceso de distribución de los elementos pesados del universo. Y, por si fuera poco, nos daría el pie para estudiar la posible existencia de otros universos paralelos al nuestro.

Referencia:

Exploring Primordial Black Holes from the Multiverse with Optical Telescopes: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.181304