¿Qué es la materia oscura? ¿Cómo aparecen realmente los agujeros negros supermasivos? Esta vieja pregunta puede ser respondida por agujeros negros primordiales. Los cosmólogos de Leiden y China han identificado una nueva forma a través de la cual estos objetos hipotéticos podrían nacer inmediatamente después del Big Bang. Su trabajo ha sido publicado en Physical Review Letters.
Los científicos se enfrentan a grandes misterios en su búsqueda por comprender el universo. Por ejemplo, las estrellas se mueven en las galaxias como si tuvieran cinco veces más masa de la que vemos. ¿Qué incluye esta materia oscura? Hay otro misterio: las galaxias alimentan enormes agujeros negros en sus núcleos, que pesan millones de masas solares. En las galaxias jóvenes, las estrellas en colapso no habrían tenido tiempo suficiente para expandirse tanto. Entonces, ¿cómo se formaron estos agujeros negros supermasivos?
Agujeros negros primordiales: ¿la respuesta tan esperada?
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Los cosmólogos han propuesto una solución hipotética que podría resolver uno de dos misterios. Los agujeros negros primordiales, que aparecieron poco después del Big Bang, tienen la capacidad de permanecer pequeños o ganar masa rápidamente. En el primer caso, son adecuados para el papel de la materia oscura. En el segundo caso, pueden convertirse en semillas de agujeros negros supermasivos. El cosmólogo Don-Gang Won de la Universidad de Leiden y sus colegas chinos Yi-Fu Kai, Ji Tong y Sheng-Feng Yang de la Universidad de China han descrito una nueva forma en que los agujeros negros primordiales podrían aparecer durante el Big Bang.
Después del Big Bang, el universo contenía pequeñas perturbaciones de densidad causadas por fluctuaciones cuánticas aleatorias. Son lo suficientemente grandes como para formar estrellas y galaxias, pero demasiado pequeñas para convertirse en agujeros negros primordiales por sí mismos. Vaughn y sus colegas han identificado un nuevo efecto resonante que hace posible los agujeros negros primordiales amplificando selectivamente ciertas perturbaciones. Esto lleva a la predicción de que todos los agujeros negros primordiales deberían tener aproximadamente la misma masa. Los picos estrechos en la figura muestran el rango de posibles masas debido a la resonancia.
“Otros cálculos aumentan la indignación de manera diferente, pero tienen problemas”, dice Vaughn. “Usamos la resonancia durante la inflación, cuando el universo crecía exponencialmente justo después del Big Bang. Nuestros cálculos son lo suficientemente simples como para trabajar. En realidad, el mecanismo puede ser más complicado, pero esto es al menos el comienzo.
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Ilya Khel
