Los agujeros negros primordiales podrían explicar el origen del universo

Físicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) descubrieron la existencia de pequeños agujeros negros sin precedentes de una propiedad de la física nuclear conocida como "carga de color". Estos agujeros "supercargados" podrían haber influido en una transición cosmológica clave: el momento en que se forjaron los primeros núcleos atómicos.

Los agujeros negros cargados de color, a pesar de haberse evaporado una fracción de segundo después de su aparición, pueden haber influido en el equilibrio de los núcleos en fusión. Es decir, los agujeros negros primordiales son la raíz de toda la materia oscura actual.

"Aunque estas criaturas exóticas y de vida corta no existen hoy en día, podrían haber afectado la historia cósmica de maneras que hoy podrían aparecer en señales sutiles", dice David Kaiser, profesor de Historia de la Ciencia y profesor de física en la Universidad de Germeshausen. Además, agrega, "dentro de la idea de que toda la materia oscura podría deberse a agujeros negros, esto nos ofrece nuevas cosas que buscar".

Cuando se produce un colapso estelar, es decir, cuando el centro de una estrella se hunde sobre sí mismo para formar una región densa que puede doblar el espacio-tiempo y absorber la luz, se producen los agujeros negros, los cuales pueden tener desde unas pocas veces la masa del sol hasta miles de millones de veces más. Por el contrario, los agujeros negros "primordiales" serían más pequeños y se cree que se formaron en una época anterior a las estrellas, incluso antes de la formación del universo.

Así, los científicos creen que las bolsas de materia primordial ultradensa podrían haberse acumulado y colapsado para formar agujeros negros microscópicos. La atracción gravitacional de estos pequeños objetos invisibles esparcidos por todo el universo podría explicar toda la materia oscura incapaz de ser percibida hoy.

Sin embargo, la pregunta más importante es de dónde salieron estos pequeños agujeros negros. "Nos dimos cuenta de que existe una correlación directa entre cuándo se forma un agujero negro primordial y con qué masa se forma", dice Elba Alonso-Monsalve, coautora del proyecto.

Kaiser y Alonso consideran que los agujeros negros primordiales deben haberse formado en la primera quintillónésima de segundo después del Big Bang. En ese diminuto instante, estiman los investigadores, el universo debe haber sido una sopa de quarks y gluones libres, los cuales, aún no se habían combinado para formar protones y neutrones. Los agujeros negros que se formaron en ese momento se deben haber tragado cualquier partícula suelta, junto con una propiedad exótica conocida como "carga de color", un estado de carga que solo portan los quarks y gluones no combinados.

De esta forma, los agujeros negros más pequeños habrían estado llenos de carga de color y habrían contenido la cantidad máxima de cualquier tipo de carga permitida para un agujero negro. Los agujeros negros supercargados podrían haberse evaporado después del momento en el cual, comenzaron a formarse los primeros núcleos atómicos, es decir, un segundo después del Big Bang. Este proceso le habría dado a los agujeros negros extremos suficiente tiempo para alterar las condiciones de equilibrio que habrían prevalecido cuando los primeros núcleos comenzaron a formarse.