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La hipótesis que unía los agujeros
negros con la materia oscura recibe un duro golpe
Un estudio que abarca dos décadas de observaciones de galaxias
vecinas de la Vía Láctea ha cuestionado una de las hipótesis más
innovadoras sobre la naturaleza de la materia oscura. Los últimos
trabajos publicados en Astrophysical Journal Supplement Series y
Nature aportan evidencia en contra de la idea de que la materia
oscura y los agujeros negros más antiguos sean dos caras de la misma
moneda.
El enigma de la materia oscura
En las últimas décadas, los astrofísicos han concluido que existe
más masa en el universo conocido de la que podemos ver. El
movimiento, la gravedad y la integridad estructural de las galaxias
no pueden explicarse solo con los cuerpos visibles que albergan.
Para resolver este enigma, propusieron la existencia de una clase de
materia no compuesta por partículas conocidas, indiferente a la
radiación electromagnética pero con influencia gravitacional: la
materia oscura.
Los cálculos sugieren que el 70% de la materia total del universo
pertenece a la categoría ‘oscura’, mientras que el 30% restante
corresponde a partículas rastreables. Más allá de la incógnita sobre
su composición, una de las preguntas clave en torno a la teoría de
la materia oscura es su ubicación. Aunque los científicos afirman
que está “en todas partes”, aceptan que podría encontrarse en forma
de nebulosas, con regiones de mayor proporción o condensada en
puntos específicos.
Una hipótesis atractiva
En los últimos años, ha resonado una interpretación según la cual
las partículas de materia oscura no estarían en forma de nubes o
partículas flotantes, sino contenidas en agujeros negros. La
composición al interior de estos fenómenos gravitacionales sigue
siendo un área desconocida. Un modelo propuesto por la Universidad
de Yale, la Universidad de Miami y la Agencia Espacial Europea
sugiere que toda la materia oscura está organizada dentro de una
clase especial de agujeros negros que surgieron poco después del Big
Bang.
Estos objetos no serían estructuras colosales y únicas como el
agujero negro Sagitario A* en el centro de la Vía Láctea, sino
comunes, con una masa equivalente a 1.4 veces la del
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Sol. Bajo esta perspectiva, no sería
necesario pensar en la materia oscura dispersa como una capa que permea las
galaxias, sino como “cápsulas” distribuidas desde el principio de todo.
La búsqueda de agujeros negros primordiales
La existencia de los agujeros negros primordiales se propuso en la década de
1950, pero solo con la llegada de los detectores de ondas gravitacionales fue
posible comenzar a buscarlos. Estos instrumentos detectan perturbaciones en el
tejido espacio-tiempo causadas por eventos cósmicos extremadamente violentos,
como la colisión de agujeros negros. Estas perturbaciones se llaman ondas
gravitacionales, análogas a las ondas en un lago al arrojar una piedra.
Análisis recientes de ondas gravitacionales han revelado una población de
agujeros negros que no se comporta como los detectados por otros métodos en la
Vía Láctea. Una posible explicación es que estos agujeros negros son
primordiales y están compuestos de materia oscura.
La Vía Láctea y los agujeros negros de materia oscura
Si los agujeros negros primordiales y la materia oscura son lo mismo, entonces
la Vía Láctea debería albergar muchos de ellos en su halo. Afortunadamente, los
científicos han encontrado una forma sencilla de detectar cuerpos muy densos e
invisibles en el espacio: las lentes y microlentes gravitacionales.
En el espacio, la luz sigue una línea recta, pero los objetos masivos curvan el
espacio y la trayectoria de la luz. Estos objetos, entre más masivos, más
evidente es su influencia, actúan como “lupas” en el espacio que ayudan a ver
cuerpos que, de otra forma, no serían visibles. Para resumir: un objeto masivo
curva el paso de la luz y si detectamos la luz de un objeto que ha sido curvada,
podemos inferir que estamos viendo bajo los efectos de alguna lente
gravitacional. No es necesario que la lente sea visible o emita luz, solo que
tenga masa, por lo que tanto agujeros negros como cúmulos de materia oscura
pueden servir como lentes de gravedad.
Cuando la desviación de la luz la produce un cuerpo de escala galáctica, estamos
ante una lente; si lo produce una estrella, planeta o agujero negro menor,
estamos ante un microlente.
Observaciones de microlentes gravitacionales
Científicos del Observatorio Astronómico de
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la Universidad de
Varsovia estudiaron dos décadas de observaciones a 80 millones de estrellas para
determinar si existían microlentes gravitacionales causadas por los supuestos
agujeros negros primordiales en la Vía Láctea. Como referencia, consideraron la
luz proveniente de la Gran Nube de Magallanes.
La luz revela la ausencia de agujeros negros primordiales
El equipo partió del escenario hipotético deagujeros
negros de materia oscura con una masa de 10 masas solares. Si toda la materia
oscura de la Vía Láctea estuviera contenida en estas estructuras, deberían
haberse producido al menos 258 eventos de microlente derivados de la luz de 80
millones de estrellas. Sin embargo, durante 20 años de observaciones, solo se
registraron 13 eventos de esa naturaleza. Además, todos ellos pueden explicarse
mediante poblaciones de estrellas ya conocidas.
Los resultados no descartan la existencia de agujeros negros primordiales, pero
estiman que no podrían contener más del 10% de la materia oscura de la Vía
Láctea. Estos datos son valiosos para la astronomía, pues representan uno de los
estudios más extensos sobre esta nueva interpretación del modelo universal. Sin
embargo, según estas publicaciones, la materia oscura se encuentra en otro
lugar.
Implicaciones y futuro de la investigación
La hipótesis de que los agujeros negros primordiales constituyen la materia
oscura ha sido una de las ideas más creativas y provocativas en la astrofísica
moderna. Su refutación parcial no solo obliga a los científicos a reconsiderar
las teorías existentes, sino también a explorar nuevas formas de investigar la
materia oscura. Este resultado subraya la importancia de las observaciones a
largo plazo y de la recopilación de datos extensivos para poner a prueba
hipótesis cosmológicas.
La búsqueda de materia oscura continúa siendo uno de los mayores desafíos en la
física moderna. Aunque los agujeros negros primordiales parecen no ser la
respuesta, cada estudio y cada nueva observación nos acercan un paso más a
comprender la naturaleza de esta enigmática sustancia. Con tecnologías avanzadas
y colaboración internacional, los científicos siguen explorando el cosmos,
esperando encontrar las claves que revelen uno de los mayores misterios del
universo. |
