Una extraña señal podría la primera prueba concreta de un agujero negro primordial

Se formó en la primera fracción de segundo después del Big Bang. Esto es lo que hace especial a un agujero negro primordial. Ahora, gracias a una señal reciente del Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferómetro Láser (LIGO), podríamos haber obtenido por fin la primera prueba directa de su existencia.

Así lo dicta un nuevo estudio publicado en arXiv. Los autores, astrofísicos de la Universidad de Miami, Alberto Magaraggia y Nico Cappelluti, están a punto de descubrir la existencia de los agujeros negros primordiales y el papel que desempeñan en uno de los mayores misterios de la cosmología.

¿Qué son los agujeros negros primordiales?

Los agujeros negros suelen producirse por el colapso de una estrella supernova, no obstante, Cappelluti y Magaraggia llevan mucho tiempo especulando con que los agujeros negros primordiales podrían haber existido incluso en los primeros momentos del Universo, sin necesidad de una estrella.

Sin embargo, hasta la fecha, estos fenómenos cósmicos son puramente teóricos, pero de confirmarse podrían por fin ayudar a explicar varias cosas, entre ellas la naturaleza de la materia oscura la sustancia invisible que constituye alrededor del 85% de toda la materia del Universo. «Creemos que nuestro estudio ayudará a confirmar su existencia real», comentó Cappelluti.

El nuevo estudio se basa en el reciente descubrimiento potencial de un agujero negro subsolar, cuando una señal inusual captada por LIGO indicó una colisión en la que uno de los objetos pesaba menos de una masa solar, sugiriendo la posible presencia de un agujero negro primordial.

«Los agujeros negros más comunes se forman como resultado de una supernova, es decir, de la muerte de una estrella masiva. Por tanto, sus masas pueden oscilar entre unas pocas veces la masa del Sol y miles de millones de masas solares», explicó el experto. En cambio, se espera que los agujeros negros primordiales tengan masas mucho menores.

La detección de un agujero negro primordial

Aunque no se puede descartar que la señal sea una falsa alarma causada por el ruido de los detectores gigantes de LIGO, los autores del nuevo estudio consideran que la existencia de un agujero negro primordial con masa subsolar es la explicación más probable.

Al estimar cuántos agujeros negros primordiales podrían existir en el Universo y cuántos de ellos sería capaz de detectar LIGO, concluyen que los agujeros negros subsolares como el que podría haber observado LIGO deberían ser, en efecto, raros, lo que concuerda con la escasa frecuencia con la que se han detectado este tipo de sucesos hasta ahora.

«Nuestro estudio sugiere que la explicación más plausible para la señal de LIGO, que no tiene una explicación astrofísica convencional, es la detección de un agujero negro primordial. Y nuestra investigación indica que estos agujeros negros primordiales podrían representar una parte significativa de la materia oscura«, comentó Cappelluti.

Estudios futuros

Dado que aún queda mucho trabajo por hacer para esclarecer la señal de LIGO, tendremos que esperar a que el observatorio detecte otra señal inusual que podría provenir de un agujero negro primordial. Además, con las actualizaciones en curso de LIGO y la puesta en marcha de nuevos instrumentos, como la Antena Espacial Interferométrica (LISA) de la Agencia Espacial Europea (ESA), un detector de ondas gravitacionales cuyo lanzamiento está previsto para 2035, podríamos identificar más agujeros negros primordiales para verificar su existencia.

«LIGO ha reunido pruebas muy sólidas de la existencia de este tipo de agujeros negros. Pero necesitaremos detectar otra señal similar, o incluso varias más, para tener una confirmación definitiva de su existencia. Lo que sí es seguro es que no se puede descartar su existencia», concluyó Cappelluti.

Artículo originalmente publicado en WIRED Italia. Adaptado por Alondra Flores.