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Teoría famosa de Stephen Hawking sobre los agujeros negros podría ser errónea


Una de las teorías más famosas de Stephen Hawking sobre la materia oscura (que esta misteriosa e invisible sustancia está formada por agujeros negros primordiales) recientemente sufrió un gran golpe. Esa conclusión proviene de un telescopio masivo que capturó una imagen de una galaxia entera de una sola vez.

Los hallazgos no descartan completamente la famosa idea de Stephen Hawking. Pero sugieren que los agujeros negros primordiales tendrían que ser realmente pequeños para explicar la materia oscura.


La materia oscura es el nombre dado por los físicos para explicar un fenómeno particularmente misterioso: Todo en el universo se mueve, orbita y gira como si hubiera más masa de la que podemos detectar. Las explicaciones de la materia oscura van desde partículas fantasmales llamadas neutrinos pasando por partículas desconocidas, hasta nuevas leyes de la física. En la década de 1970, Stephen Hawking y sus colegas teorizaron que el Big Bang puede haber creado una gran cantidad de agujeros negros relativamente pequeños, cada uno del tamaño de un protón. Estos diminutos y antiguos agujeros negros serían difíciles de ver, pero ejercerían una gran atracción gravitatoria sobre otros objetos, las dos propiedades conocidas de la materia oscura.

Hasta ahora, esta teoría solo podía probarse para los agujeros negros primordiales más pesados ​​que la Luna. Pero a medida que la tecnología ha mejorado, los científicos han podido tomar imágenes más nítidas del espacio exterior. La cámara digital Hyper Suprime-Cam (HSC) en el telescopio Subaru en Hawai es una tecnología avanzada de imágenes que puede tomar una fotografía de toda la galaxia de Andrómeda (la galaxia más cercana a la nuestra) en una sola toma. Masahiro Takada y su equipo en el Instituto Kavli para la Física y las Matemáticas del Universo en Japón usaron esta cámara para buscar agujeros negros primordiales; Sus resultados fueron publicados a principios de este mes en la revista Nature Astronomy.

Sin embargo, los agujeros negros no emiten luz, los agujeros negros supermasivos, como el que se encuentra en el corazón de la galaxia Messier 87, están bordeados por brillantes discos de materia caliente. Sin embargo, los agujeros negros primordiales son miles de millones de veces más pequeños y no tienen materia visible y brillante que los rodea. En su lugar, buscar pequeños agujeros negros significa buscar lugares donde sus poderosos campos gravitacionales desvíen la luz, un fenómeno llamado microlente.

Los telescopios encuentran agujeros negros de microlentes tomando muchas imágenes diferentes de una estrella a lo largo del tiempo. Un agujero negro que pasa frente a esa estrella distorsionará su luz, haciendo que destelle; cuanto más pequeño es el agujero negro, más rápido es el flash. Si un objeto de microlente tiene, digamos una masa solar", "la escala de tiempo del 'destello' de microlentes es como unos pocos meses o un año. Pero los agujeros negros primordiales que estaban buscando tenían solo una pequeña fracción de esa masa, aproximadamente la masa de la Luna. Eso significa que sus flashes serían mucho más cortos. El HSC es "único", ya que les permite tomar imágenes de todas las estrellas en la galaxia de Andrómeda a la vez,

Takada y su equipo tomaron aproximadamente 200 fotos de la galaxia de Andrómeda durante 7 horas en una noche despejada. Ellos encontraron un solo evento potencial de microlentes. Si los agujeros negros primordiales formaban una fracción significativa de la materia oscura, dijo Takada, deberían haber visto aproximadamente 1000 señales de microlentes.

Este trabajo descarta los agujeros negros primordiales como materia oscura en un rango de masas donde las restricciones anteriores no eran tan fuertes ni tan robustas como esta nueva. Es un resultado muy bueno.

¿Fue este el último clavo en el ataúd? ¿Está la teoría de Hawking realmente muerta? No es así, según Bird y Takada, que dicen que los agujeros negros primordiales de un cierto rango de masas aún no han sido totalmente eliminados como candidatos. 

Todavía hay algunas masas donde las restricciones son débiles, alrededor de 20-30 masas solares. Esos aún podrían ser del 1% al 10% de la materia oscura, y todavía hay una ventana en las masas más bajas, como la masa de un asteroide muy pequeño.