Sugieren que los agujeros negros podrían ser la fuente de la Energía Oscura

Por 17/02/2023 Portal

Un equipo de 17 astrónomos de nueve países, dirigido por científicos de la Universidad de Hawái, afirma haber hallado una prueba de que los grandes agujeros negros supermasivos, que se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias, son la fuente de la energía oscura , la misteriosa fuerza que está detrás de la expansión del Universo. El trabajo se acaba de publicar en ‘The Astrophysical Journal’. Según las leyes de la física, la gravedad, que tiende a ‘acercar’ las cosas, debería hacer que el Universo se contraiga, pero las observaciones indican que sucede todo lo contrario. ‘Algo’, que hemos bautizado como ‘energía oscura’, está contrarrestando los efectos gravitatorios y obliga al Universo a seguir expandiéndose a un ritmo acelerado. No nos damos cuenta porque a pequeña escala (de galaxias individuales o pequeños grupos de ellas), la gravedad es más fuerte que esa misteriosa energía y hace que las galaxias cercanas se acerquen y se fusionen unas con otras. Pero a gran escala, donde los cúmulos galácticos aparecen como simples puntos de luz, todo se está alejando de todo. Y lo hace, además, cada vez más deprisa. Algo realmente difícil de explicar. Noticia Relacionada estandar No El sucesor del James Webb que puede hallar vida en otro planeta Judith de Jorge La NASA planea el Observatorio de Mundos Habitables (HWO), un nuevo gran telescopio espacial para rastrear firmas biológicas en 2040 Hasta ahora, nadie ha sido capaz de decir exactamente qué es la energía oscura, ni tampoco de dónde viene. Su existencia se infiere de múltiples observaciones de estrellas y galaxias, y los cálculos le atribuyen cerca de un 68% de la masa total del Universo. El 32% restante se divide entre materia oscura (alrededor de un 27%) y materia ordinaria, de la que están hechas todas las galaxias, estrellas y planetas que existen y que apenas supone un 5% de la masa total. Acoplamiento cosmológico Buscando a través de datos que abarcan nueve mil millones de años de historia cósmica, los autores del presente trabajo han descubierto la primera evidencia del denominado ‘acoplamiento cosmológico’, lo que significaría que el crecimiento de los agujeros negros a lo largo del tiempo se relaciona estrechamente con la expansión del propio Universo. «Es un resultado realmente sorprendente -señala Dave Clements, coautor del estudio-. Empezamos 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». La idea de que los agujeros negros pueden contener algo llamado energía del vacío (una manifestación de la energía oscura) no es particularmente nueva y, de hecho, se lleva discutiendo desde la década de 1960. Pero este último trabajo asume que esta energía (en paralelo a la masa de los agujeros negros) aumentaría con el tiempo a medida que el Universo se expande como resultado del acoplamiento cosmológico. «Si nuestra teoría se mantiene -afirma por su parte Chris Pearson, otro de los coautores de la investigación- entonces esto va a revolucionar toda la cosmología, porque 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». Así nació la energía oscura Por lo que sabemos, el Universo empezó con un Big Bang hace alrededor de 13.700 millones de años. La energía de esta auténtica ‘explosión de espacio y tiempo’ hizo que todo empezara a expandirse muy deprisa, y esa expansión continúa en la actualidad. Ese es el tipo de Universo en el que pensábamos que vivíamos hasta que, a finales de la década de 1990, el Telescopio Espacial Hubble descubrió algo extraño. De hecho, sus observaciones de estrellas en explosión mostraron que, en el pasado, el Universo se expandía más lentamente de lo que lo hace hoy en día. Quedó entonces muy claro que la velocidad de expansión del Universo no solo no se ralentiza a causa de la gravedad de los objetos que contiene, como todos pensaban, sino que, inexplicablemente, se está acelerando. Algo que los astrónomos llevan desde entonces tratando de entender. Fue así como surgió el concepto de ‘energía oscura’, una fuerza mayor que la gravedad que hace que las cosas, en vez de unirse, se separen cada vez más. ¿Pero de dónde podría venir toda esa cantidad de energía? El modelo utilizado por los investigadores incluye una interpretación de la teoría general de la Relatividad de Einstein según la cual los agujeros negros contienen ‘energía de vacío’, un tipo de energía que existe por todas partes en el espacio debido al continuo ‘burbujeo’ de las partículas subatómicas, que aparecen y desaparecen continuamente de la realidad. Grupo de galaxias En su trabajo, Pearson, Clements y el resto del equipo compararon dos grupos de galaxias con grandes agujeros negros centrales: uno de los grupos es joven, distante y está en pleno crecimiento; el otro es más antiguo, más cercano y ya ha dejado de crecer. Los investigadores calcularon la tasa de crecimiento de las galaxias en ambos grupos, y descubrieron que su masa se multiplicaba entre siete y veinte veces, algo que, en principio, podría explicarse por fusiones entre galaxias o por la absorción de material estelar. Pero el nuevo estudio propone algo radicalmente distinto. ¿Y si ese crecimiento está relacionado con la expansión acelerada del Universo? Al modelar esa posibilidad, explica Pearson, el equipo consiguió hacerla encajar con las observaciones reales: «podemos ver que, además de estos procesos astrofísicos para el crecimiento de agujeros negros, podemos explicar esta discrepancia en el crecimiento de masa agregando el hecho de que pueden contener energía oscura y estar acoplados a la expansión del Universo». El equipo empezó a calcular qué parte de la energía oscura del Universo podría ser atribuida a este proceso. Y el sorprendente resultado fue el siguiente: toda ella. Es decir, que los agujeros negros podrían explicar, potencialmente, la cantidad total de energía oscura que existe. «Cuando hicimos los cálculos -prosigue Pearson-, descubrimos que estos agujeros negros en realidad podrían explicar la totalidad de lo que se requiere para equilibrar el Universo con esta energía oscura». Se elimina la singularidad Si los agujeros negros son realmente la fuente de la energía oscura, también quedaría resuelto otro de los grandes enigmas cósmicos pendientes: qué sucede en el centro de un agujero negro, en la llamada’singularidad’, donde todas las leyes de la física se rompen y pierden su significado. Los agujeros negros con núcleos de energía oscura, en efecto, eliminarían la necesidad de singularidades, aunque no hay una forma sencilla de probar este extremo. «Hasta el momento solo han sido teorías -dice Pearson-. Pero ahora tenemos la evidencia observacional que respalda el hecho de que los agujeros negros tienen núcleos de energía oscura». Para estar totalmente seguros, sin embargo, será necesario observar muchas más galaxias y ver si los cálculos siguen coincidiendo, aunque Pearson sugiere que también se podrían encontrar nuevas pistas en el Fondo Cósmico de Microondas (CMB) , el remanente del Big Bang que permea el Universo entero. Si la idea es correcta y los agujeros negros realmente afectan a la expansión del Universo, dejarían en el CMB una serie de ‘huellas’ que es posible detectar. MÁS INFORMACIÓN noticia Si La colisión de dos estrellas de neutrones creó una esfera tan perfecta que sorprende a los físicos noticia Si Sara García Alonso, astronauta: «Prefiero curar el cáncer de una sola persona a ir a la Luna» En resumen, hacen falta más datos antes de echar las campanas al vuelo, pero todo parece indicar que estamos más cerca que nunca de resolver uno de los mayores misterios cosmológicos que existen.