Cómo la humanidad puede sobrevivir el encuentro con un agujero negro primordial

Hace sesenta y seis millones de años, un asteroide de 10 kilómetros, del tamaño de la isla de Manhattan, impactó contra la Tierra y levantó una nube de polvo que cambió el clima y mató a los dinosaurios. La cicatriz que dejó el cráter de Chicxulub bajo la península de Yucatán (México) —de 180 kilómetros de diámetro y 20 kilómetros de profundidad— es la ‘prueba irrefutable’ de este impacto catastrófico. Pruebas recientes apuntan a un segundo impacto relacionado con la extinción de los dinosaurios en el cráter Nadir, frente a las costas de África Occidental. Este nuevo hallazgo es coherente con la ruptura de un cometa mayor, propuesta un año antes en un artículo de Nature que escribí con Amir Siraj.

Como consecuencia de su elevada velocidad, el agujero negro habría atravesado toda la Tierra en menos de un minuto

La explosión del Chicxulub levantó material que pesaba decenas de billones de toneladas, provocando incendios y causando la muerte y el enterramiento de muchas formas de vida bajo los escombros. Se impidió que la luz solar llegara a la superficie de la Tierra durante más de una década y la producción excesiva de dióxido de carbono por la destrucción de las rocas carbonatadas desencadenó un repentino efecto invernadero, parecido al horror futurista que plantean los activistas del cambio climático.

No cabe duda de que el meteorito que impactó en Chicxulub estaba hecho de materiales del sistema solar. Pero también sabemos que la mayor parte de la materia del Universo está compuesta por otra sustancia. Nuestra ignorancia sobre su naturaleza se debe a que sólo interactúa gravitatoriamente con la materia ordinaria. De ahí que se la denomine materia oscura. Fue reconocida por primera vez por el astrónomo Fritz Zwicky, que observó que las galaxias se mueven demasiado deprisa unas respecto a otras para estar unidas por materia visible en cúmulos, lo que implica que debe ser materia invisible la que las une.

La forma más simple de materia oscura son los agujeros negros primordiales, producidos en el universo muy primitivo. Su existencia queda descartada para todas las masas de agujeros negros, excepto para una ventana de unos pocos órdenes de magnitud en torno a la masa del 'impactador' de Chicxulub. Curiosamente, si la materia oscura está formada por agujeros negros primordiales de masa comparable a la del 'impactador' de Chicxulub —diez billones de toneladas— entonces la Tierra podría haber sufrido su impacto al menos una vez durante su vida. Y si los agujeros negros primordiales tuvieran la masa de un asteroide del tamaño de un kilómetro, entonces el último impacto de un agujero negro de materia oscura se habría producido más o menos en la misma época que el suceso de Chicxulub.

¿Cuáles habrían sido las consecuencias del impacto de un agujero negro primordial de la masa de Chicxulub? Lo más importante es tener en cuenta que la velocidad característica de la materia oscura del halo de la Vía Láctea es diez veces superior a la velocidad típica de las rocas espaciales cercanas a la Tierra.

Como consecuencia de su elevada velocidad, el agujero negro habría atravesado toda la Tierra en menos de un minuto. Debido al poco tiempo disponible, su atracción gravitatoria habría desplazado material terrestre del grosor de un cabello humano, una cantidad minúscula, demasiado pequeña para desencadenar un terremoto perceptible en el suelo o un tsunami en los océanos. La energía gravitatoria total depositada en la atmósfera terrestre habría sido equivalente a 10 kilogramos de TNT, similar a la energía depositada por un asteroide de cien gramos que es 17 órdenes de magnitud menos masivo que Chicxulub. Además, la evaporación Hawking del agujero negro habría liberado menos energía que una bombilla de diez vatios. Todos los dinosaurios, salvo alguna criatura desafortunada en la trayectoria del agujero negro, habrían ignorado el impacto y seguido con sus rutinas diarias.

Esto nos lleva a la sobria conclusión de que la materia oscura tiene un impacto muy limitado en la vida terrestre porque interactúa con la materia ordinaria sólo gravitacionalmente.

Sin embargo, también debemos tener en cuenta el hecho, a menudo ignorado, de que la vida tal y como la conocemos no sería posible sin la materia oscura. Las perturbaciones primordiales de la densidad a escala de las galaxias se habrían desvanecido para la materia ordinaria. Este es el resultado inevitable del acoplamiento de la materia ordinaria a la radiación cósmica en los primeros 400.000 años tras el Big Bang. La radiación cósmica se difuminó en escalas pequeñas y suavizó las ‘inhomogeneidades’ del tamaño de una galaxia en la materia ordinaria que se acopló a ella.

La única razón por la que las galaxias se formaron realmente más tarde es que la materia oscura, que constituye el 84% de la materia del Universo, no se acopló a la radiación y mantuvo la memoria de las ‘inhomogeneidades’ primordiales a pequeña escala. Su gravedad acabó juntando materia a escalas galácticas y dio lugar a la formación de las primeras galaxias y estrellas cientos de millones de años después del Big Bang, como se explica en dos libros de texto que publiqué con Princeton University Press en 2010 y 2013. Las huellas de las primeras galaxias se observan ahora en las imágenes más profundas obtenidas con el telescopio espacial Webb, que alcanzó provisionalmente un desplazamiento al rojo de 17 cuando el Universo tenía apenas 230 millones de años.

Eliminando la materia oscura, pero manteniendo inalterados todos los demás parámetros cosmológicos, nuestro Universo habría sido incapaz de producir galaxias como la Vía Láctea, en cuyo interior se forman estrellas como el Sol y planetas como la Tierra. La vida tal y como la conocemos no sería posible, ya que la síntesis de los elementos sólo duró unos minutos durante la fase caliente de expansión que siguió al Big Bang, un periodo de tiempo insuficiente para producir cantidades significativas de carbono u oxígeno en las que se basa la química orgánica del agua líquida.

En conjunto, debemos sentirnos como niños que han perdido el contacto con sus padres tras marcharse de casa hace mucho tiempo. Debemos nuestra existencia a la materia oscura, pero su impacto en nuestra vida cotidiana es insignificante.

Si alguna vez nos encontramos con hermanos extraterrestres, podríamos preguntarles si han descubierto la naturaleza de la materia oscura. La respuesta podría sorprendernos, sobre todo si sus vehículos se propulsan con este abundante combustible cósmico sin dejar rastro visible en el medio ambiente. Esto constituiría la encarnación ideal de la energía limpia, afín a los deseos de los activistas contra el cambio climático

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