Estudio vincula los agujeros negros con la energía oscura
Por: Universidad de Michigan.
28 de octubre de 2024
Imágenes obtenidas con JWST NIRCam del protocúmulo de formación estelar PHz G191.24+62.04, hace 11 mil millones de años, cuando el universo se acercaba al pico de formación estelar. Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA, Maria Polletta (INAF), Hervé Dole (París), Brenda Frye (UofA), Jordan CJ D'Silva (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI), Jake Summers (ASU), Rogier Windhorst (ASU).
Hace casi 14 mil millones de años, al comienzo del Big Bang, una energía misteriosa impulsó una expansión exponencial del Universo joven y produjo toda la materia conocida, según la teoría inflacionaria predominante del Universo. Esa energía antigua compartía características clave de la energía oscura del Universo actual, que es el mayor misterio de nuestro tiempo según al menos un estándar objetivo: constituye la mayoría (aproximadamente el 70%) del Universo, pero los científicos no saben exactamente qué es.
“Si nos preguntamos: '¿En qué lugar del Universo posterior vemos una gravedad tan fuerte como al principio del Universo?', la respuesta está en el centro de los agujeros negros. Es posible que lo que ocurrió durante la inflación ocurra al revés: la materia de una estrella masiva se convierte nuevamente en energía oscura durante el colapso gravitacional, como un pequeño Big Bang reproducido al revés”, dijo Gregory Tarlé, profesor de física en la Universidad de Michigan y coautor del estudio.
Tarlé y colegas de cinco instituciones están reforzando este escenario con datos recientes del Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). Los datos del primer año del estudio quinquenal planificado por DESI muestran pruebas convincentes de que la densidad de la energía oscura aumentó con el tiempo. Esto proporciona una pista convincente que respalda esta idea de qué es la energía oscura, dijeron los investigadores, porque ese aumento en el tiempo concuerda con la forma en que la cantidad y la masa de los agujeros negros aumentaron con el tiempo.
Para buscar evidencia de energía oscura proveniente de agujeros negros, el equipo utilizó decenas de millones de galaxias distantes medidas por DESI. El instrumento observa miles de millones de años en el pasado y recopila datos que pueden usarse para determinar con exquisita precisión la velocidad de expansión del Universo. A su vez, estos datos pueden usarse para inferir cómo cambia la cantidad de energía oscura a lo largo del tiempo.
El equipo comparó estos datos con la cantidad de agujeros negros que se formaron tras la muerte de grandes estrellas a lo largo de la historia del Universo. “Ambos fenómenos eran coherentes entre sí: a medida que se formaban nuevos agujeros negros tras la muerte de estrellas masivas, la cantidad de energía oscura en el Universo aumentaba de forma adecuada. Esto hace que sea más plausible que los agujeros negros sean la fuente de la energía oscura”, afirmó Duncan Farrah, profesor asociado de física en la Universidad de Hawái y coautor del estudio.
Esta investigación complementa un creciente volumen de literatura que estudia la posibilidad de acoplamiento cosmológico en los agujeros negros. Un estudio de 2023, en el que participaron muchos de los autores de este artículo, informó sobre el acoplamiento cosmológico en agujeros negros supermasivos dentro de los centros galácticos. Ese informe de 2023 animó a otros equipos a buscar el efecto en los agujeros negros en todos los lugares diferentes en los que se pueden encontrar en el Universo.
“Esos artículos investigan la relación entre la energía oscura y los agujeros negros a partir de su tasa de crecimiento. Nuestro nuevo artículo relaciona los agujeros negros con la energía oscura a partir de su momento de nacimiento”, dijo Brian Cartwright, astrofísico, coautor de la investigación y ex asesor general de la Comisión de Bolsa y Valores de Estados Unidos. La ciencia exige más vías de investigación y observación, y ahora que DESI está en línea, esta exploración de la energía oscura apenas está comenzando.
Fuente:
https://phys.org/news/2024-10-links-black-holes-dark-energy.html