La idea que podría explicar la materia oscura y los agujeros negros de una sola vez
Son, sin duda, los objetos más asombrosos y desconocidos de todo el Universo. Nadie, de hecho, sabe con exactitud qué es lo que sucede dentro de un agujero negro, ni cómo es posible que muchos de ellos hayan conseguido crecer hasta extremos increíbles, con masas que equivalen a la de miles de millones de soles. Cómo se pudieron formar estos ‘monstruos’, que los científicos llaman ‘agujeros negros supermasivos’ sigue siendo un misterio.
Ahora, un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional de Brookhaven, en Estados Unidos, ha decidido volver a abordar la cuestión y cree haber encontrado una posible solución al enigma. Su teoría, recién publicada en ‘Physical Review Letters’, podría revelar también cuál es la naturaleza de la materia oscura, el ‘otro’ tipo de materia del Universo que los científicos tratan de encontrar, sin éxito, desde hace décadas.
Las observaciones llevadas a cabo durante años indican que los agujeros negros supermasivos ya existían durante las primeras etapas del Universo, pero según lo que sabemos no hay forma de explicar cómo llegaron a tener esos tamaños en un tiempo tan breve desde el Big Bang. Simplemente, y por mucha materia que tragaran o por mucho que se fusionaran unos con otros, no habría habido tiempo suficiente para hacerse tan grandes tan pronto.
En su estudio, sin embargo, los físicos teóricos Hooman Davoudiasl, Peter Denton y Julia Gehrlein desarrollaron un modelo que muestra una posible solución. Para ello, utilizaron la idea de que la materia oscura es muy ligera, con una masa que es 28 órdenes de magnitud más ligera que la del protón, pero que posiblemente abarca varios años luz por partícula. «En nuestro caso -explica Peter Denton- notamos que ciertas galaxias enanas ultra débiles muestran indicios de que la materia oscura puede ser ultraligera».
Ultraligera
Según el investigador, «hay alguna evidencia de que la distribución de la materia oscura en esas galaxias no es nítida hacia el centro, como cabría esperar, y la materia oscura ultraligera sería una explicación para eto. Si la amplitud de la distribución de la materia oscura es comparable en todas las galaxias, eso podría indicar que la materia oscura tiene un tamaño característico y que es ultraligera».
Si realmente fuera así, los investigadores podrían haber dado con la clave que explicara la formación de agujeros negros supermasivos al principio del Universo. De hecho, según Hooman Davoudiasl, las condiciones necesarias para que esa materia colapse y forme un agujero negro de gran tamaño ya se daban » unos pocos días después del Big Bang, cuando el Universo tenía una temperatura cercana a la del núcleo del Sol». Temperaturas necesarias para que este tipo de materia extremadamnte ligera exista.
Una vez que la temperatura del Universo alcanzó el nivel correcto, la presión habría caido lo suficiente como para permitir que la materia colapsara debido a la gravedad. Cosa que, por otra parte, no sucedería con las partículas conocidas, pero sí con la materia oscura ultraligera.
Según el estudio, este colapso de la materia provocaría ondas gravitacionales. “Esas ondas -afirma Peter Denton- tendrían una forma característica, por lo que hacemos una predicción para esa señal y su rango de frecuencia esperado”. Cuando los nuevos detectores de próxima generación, más sensibles que los actuales, entren en funcionamiento, es posible que puedan detectar esas ondas y validar la teoría. Después, los científicos ya podrían juntar las piezas del rompecabezas y explicar, por fin, tanto la materia oscura como los agujeros negros supermasivos.
