Los agujeros negros podrían ser la fuente de la energía oscura
Alrededor del 70% del contenido energético del universo es energía oscura. Acaban de encontrar la primera evidencia que apuntaría a su origen.
En 1916, la teoría general de la relatividad de Albert Einstein hizo la primera predicción sobre la existencia de agujeros negros. Sin embargo, él nunca acuñó este nombre. Eso vendría muchos años después, en 1967, cuando el astrónomo estadounidense John Wheeler utilizó por primera vez el término "agujero negro". Y, hasta hace relativamente poco tiempo, los agujeros negros se veían únicamente como entidades hipotéticas. Hoy ya sabemos que no solo son reales sino que hemos sido capaces de fotografiarlos: la primera imagen de un agujero negro se publicó en 2019 gracias al Event Horizon Telescope (EHT). El EHT descubrió el agujero negro en el corazón de la galaxia M87, abriendo un campo de estudio completamente nuevo.
Por otra parte, sabemos que el universo está compuesto de un 70% de energía oscura de la que poco o nada sabemos, un 25% de materia oscura y un 5% de materia ordinaria (de la que formamos parte).
Ahora, un equipo de científicos del Imperial College London cree que finalmente han encontrado una conexión y una explicación para la fuente de energía oscura, sin duda uno de los grandes misterios de la cosmología que hace que la expansión del universo se acelere.
La explicación señala directamente a los agujeros negros
Por primera vez, los científicos han encontrado evidencia de que la fuerza misteriosa que hace que el universo se separe a un ritmo cada vez mayor es precisamente ese objeto que conocemos como agujero negro. Los agujeros negros en realidad podrían ser la fuente.
El crecimiento de los agujeros negros es demasiado lento y errático para rastrear su tasa a partir de lo que podemos ver que ocurre. Sin embargo, al comparar la masa de una muestra de agujeros negros distantes tal como eran hace miles de millones de años con los que nos rodean en galaxias cercanas, podemos tener una idea de las tasas de crecimiento promedio.
Agujeros negros, ¿fábricas de energía oscura?
Los resultados arrojan que tienen de siete a 20 veces la masa de las muestras vistas hace 9.000 millones de años, en relación con el tamaño de sus galaxias. Esa es una tasa de crecimiento que no encaja con lo que sabemos hasta ahora. Su aumento de masa era “significativamente mayor” de lo que podría explicarse por procesos astrofísicos como la fusión. Sin embargo, si los agujeros negros contienen energía de vacío que está vinculada a la expansión del universo, crecerían más rápido. En otras palabras, la cantidad de energía oscura en el universo puede explicarse por la energía oscura del agujero negro, lo que significa que los agujeros negros serían la fuente de la energía oscura.
“Este es un resultado realmente sorprendente”, aclara Dave Clements del Imperial College London, en un comunicado. "Comenzamos observando cómo crecen los agujeros negros con el tiempo y es posible que hayamos encontrado la respuesta a uno de los mayores problemas de la cosmología".
Si más observaciones lo confirman, este acoplamiento cosmológico redefinirá nuestra comprensión de lo que es un agujero negro, añaden los astrónomos.
"Si la teoría se mantiene, entonces esto va a revolucionar toda la cosmología. Por fin tenemos una solución para el origen de la energía oscura que ha dejado perplejos a los cosmólogos y físicos teóricos durante más de 20 años", explica Chris Pearson, coautor de uno de los dos estudios que publican al respecto la revista The Astrophysical Journal Letters y The Astrophysical Journal.
Pruebas futuras apoyarán o rechazarán esta teoría pero, sin duda, es inquietante el hecho de pensar en la posibilidad de que los agujeros negros sean fábricas de energía oscura.
Esos monstruos invisibles
Los agujeros negros son invisibles para los telescopios que buscan luz, rayos X u otros tipos de radiación electromagnética. Pero, al observar cómo afectan a la materia cercana, podemos deducir la existencia de agujeros negros y estudiarlos. Un agujero negro acumulará materia, o la empujará hacia adentro, por ejemplo, si atraviesa una nube de materia interestelar. Los agujeros negros pueden liberar intensos estallidos de rayos gamma, devorar estrellas vecinas y estimular o dificultar el nacimiento de nuevas estrellas dependiendo de dónde se encuentren.
Referencia:
“A Preferential Growth Channel for Supermassive Black Holes in Elliptical Galaxies at z ≲ 2” by Duncan Farrah, Sara Petty, Kevin S. Croker, Gregory Tarlé, Michael Zevin, Evanthia Hatziminaoglou, Francesco Shankar, Lingyu Wang, David L Clements, Andreas Efstathiou, Mark Lacy, Kurtis A. Nishimura, Jose Afonso, Chris Pearson and Lura K Pitchford, 15 February 2023, The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/1538-4357/acac2e
“Observational Evidence for Cosmological Coupling of Black Holes and its Implications for an Astrophysical Source of Dark Energy” by Duncan Farrah, Kevin S. Croker, Michael Zevin, Gregory Tarlé, Valerio Faraoni, Sara Petty, Jose Afonso, Nicolas Fernandez, Kurtis A. Nishimura, Chris Pearson, Lingyu Wang, David L Clements, Andreas Efstathiou, Evanthia Hatziminaoglou, Mark Lacy, Conor McPartland, Lura K Pitchford, Nobuyuki Sakai and Joel Weiner, 15 February 2023, The Astrophysical Journal Letters. DOI: 10.3847/2041-8213/acb704