La caza de un nuevo tipo de agujero negro más antiguo que nuestro universo

Según un artículo de New Scientist, existe la posibilidad de que haya agujeros negros más antiguos que nuestro propio universo y el Big Bang, y algunos astrofísicos están decididos a cazarlos. La idea de que exista un agujero negro que preceda al mismo universo parece completamente disparatada. Si lo conseguimos, tendríamos que reescribir la cosmología: uno de estos objetos sería la prueba definitiva de que nuestro universo no ha sido el único que ha existido, sino que sería el producto de un universo anterior y de un posible Big Crunch.

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Para Bernard Carr — profesor emérito de matemáticas y astronomía de la Universidad Queen Mary de Londres — la idea no es en absoluto descabellada. Carr cree que estos agujeros negros existen y se crearon en un cosmos anterior, a diferencia de los agujeros negros primordiales que se formaron instantes después de la formación del universo primitivo. De hecho, está convencido de que podemos encontrarlos.

"La existencia de agujeros negros primordiales formados en este universo es especulativa, por lo que la noción de agujeros negros de un universo anterior podría parecer doblemente especulativa", afirma Carr. "No obstante, es importante explorar esta posibilidad, por no decir estimulante. Del mismo modo que pensar en agujeros negros primordiales ha conducido a importantes descubrimientos sobre la gravedad cuántica, pensar en agujeros negros anteriores al Big Bang puede conducir a nuevos descubrimientos físicos, incluso si resulta que el universo no es cíclico”.

En busca de lo invisible

La idea de los agujeros negros primordiales no es nueva. De hecho, fue propuesta por primera vez por Stephen Hawking en 1971. Sin embargo, los científicos no han vuelto a tomarse en serio esta idea hasta hace muy poco. Según algunos físicos, estos agujeros negros podrían los ser restos de un universo anterior que colapsó en un Big Crunch (una compresión en vez de la expansión del Big Bang) y luego renació en el Big Bang hace 13.700 millones de años.

Esos científicos piensan que los agujeros negros primordiales podrían ser un tipo de materia oscura denominada MACHO (siglas de ’massive compact halo objects’) porque creen que se encuentran en los halos, o periferias, de las galaxias. Algunos creen que estos agujeros negros primordiales se formaron en el Universo muy temprano, menos de un segundo después del Big Bang, durante la llamada era dominada por la radiación.

La teoría dominante es que el ingrediente esencial para la formación de un agujero negro primordial es una fluctuación en la densidad del Universo primitivo, que indujo su colapso gravitatorio. Según esta teoría, pueden constituir una fracción significativa de la materia oscura y podrían generar señales de ondas gravitacionales, contribuyendo a los eventos de fusión observados actualmente por el instrumento de Colaboración LIGO/Virgo (LVC).

Pero, como dice Carr, la caza de agujeros negros primordiales todavía no ha dado frutos como tampoco lo ha hecho la de agujeros negros anteriores al Big Bang. Según Carr, la búsqueda de los primeros está aún en sus primeras fases y requerirá más datos y observaciones para confirmar su existencia. La búsqueda del segundo tipo es aún más complicada, afirma.

A la caza de lo invisible

En 2016, investigadores de la Universidad de Harvard afirmaron que estos agujeros negros podrían detectarse a través de sus efectos de lente gravitacional sobre la luz de estrellas lejanas. Desde entonces, otros investigadores han estado trabajando para perfeccionar esta técnica y encontrar nuevas formas de detectar estos teóricos objetos.

Uno de los métodos más prometedores son las ondas gravitacionales, ondulaciones en el espacio-tiempo que se producen cuando colisionan dos objetos masivos. En 2015, los científicos detectaron ondas gravitacionales por primera vez utilizando el Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser (LIGO) en Estados Unidos. Desde entonces, LIGO y otros observatorios de todo el mundo han realizado muchas más detecciones.

Si alguna vez encontramos agujeros negros primigenios más antiguos que el Big Bang, tendríamos que reescribir la cosmología. Esto nos ayudaría a comprender qué existía antes del Big Bang y cómo surgió nuestro universo actual, aunque las implicaciones de estos hallazgos aún están siendo estudiadas y debatidas por los físicos.

Sea como sea, Carr está entusiasmado con la posibilidad de encontrar uno antes de morir: "Me he jubilado recientemente, y me parece extrañamente apropiado que mi carrera, que comenzó con el estudio de la formación de agujeros negros al principio de este universo, esté terminando con el estudio de su formación al final del último. Mi artículo de hace 50 años concluía que ‘los agujeros negros son tan omnipresentes en la teoría como evasivos en la observación’, pero ahora soy más optimista sobre la posibilidad de encontrar agujeros negros primordiales, se hayan formado o no en un universo anterior”.