¿Se compone la materia oscura de agujeros negros creados justo después de la gran explosión?
KENN BROWN, MONDOLITHIC STUDIOS
Muchos físicos creen que la materia oscura se compone de algún tipo de partícula elemental aún por descubrir. Sin embargo, tras décadas de búsqueda, dichas partículas siguen sin aparecer.
Otra posibilidad reside en que la materia oscura se componga de agujeros negros. Esa hipótesis perdió fuelle hace una década, cuando se vio desfavorecida por varias observaciones astronómicas. No obstante, tales resultados solo invalidaban agujeros negros con masas de hasta diez masas solares.
En los últimos dos años, el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO) ha detectado fusiones de agujeros negros de hasta 30 masas solares. Nadie sabe cómo pudieron formarse esos objetos tan masivos.
Un modelo reciente en cosmología inflacionaria predice que grandes cantidades de agujeros negros de gran masa debieron crearse poco después de la gran explosión. Sus propiedades podrían explicar tanto la materia oscura como otros enigmas cósmicos aún sin resolver.
[Nota de los editores: Para celebrar que este artículo ha merecido el VIII Premio de divulgación del CPAN, en la modalidad de trabajos publicados en medios de comunicación, puede descargarse de forma gratuita.]
¿Agujeros negros o partículas?
En principio, los agujeros negros parecerían candidatos ideales para dar cuenta de la materia oscura, ya que no emiten luz. De hecho, junto con planetas y enanas marrones, fueron propuestos hace tiempo como posible solución al problema. Según esta idea, los centros de las galaxias y los halos esféricos que las rodean albergarían grandes cantidades de MACHO, acrónimo inglés de «objetos compactos masivos del halo». Estos astros generarían la atracción gravitatoria que hace falta para explicar el extraño movimiento de las estrellas y el gas en la periferia de las galaxias. En general, las galaxias rotan más rápido de lo que deberían si su única masa fuese la que podemos ver. La materia oscura proporciona esa atracción adicional que evita que las galaxias en rotación acaben arrojando sus estrellas fuera de sí.
Sin embargo, si los MACHO constituyen la mayor parte de la materia oscura del universo, deberían también dar cuenta de otras observaciones. Sabemos que la materia oscura da forma a las mayores estructuras del universo, ya que determina el origen y el crecimiento de las galaxias, los cúmulos y los supercúmulos. Estas estructuras se agregan a partir de las acumulaciones de gas que hay en el interior de los halos de materia oscura. Los cosmólogos han cartografiado con precisión la distribución espacial de dichas acumulaciones y la han correlacionado con las fluctuaciones de temperatura del fondo cósmico de microondas, la radiación fósil de la gran explosión. Además, la masa asociada a las grandes «nubes» de materia oscura de las galaxias y los cúmulos curva el espacio y distorsiona la luz de objetos lejanos, un fenómeno conocido como lente gravitatoria.
Septiembre 2017
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