Un nuevo estudio publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics sugiere que la materia de estrellas masivas podría transformarse de nuevo en energía oscura durante el colapso gravitacional, similar a un pequeño Big Bang inverso. Esta conclusión proviene de observaciones realizadas por el Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), que cuenta con 5,000 ojos robóticos montados en el telescopio Mayall en el Observatorio Kitt Peak en Estados Unidos.
Hace aproximadamente 14 mil millones de años, una energía misteriosa impulsó una expansión exponencial del universo infantil, generando toda la materia conocida, según la teoría inflacionaria predominante. Esta energía antigua comparte características clave con la energía oscura presente en el universo actual, que constituye aproximadamente el 70% del cosmos, pero sigue siendo poco comprendida.
Kevin Croker, autor principal del estudio y científico investigador asistente en la Universidad Estatal de Arizona, señaló: “Si los agujeros negros contienen energía oscura, pueden acoplarse y crecer con el universo en expansión, acelerando su crecimiento.” Los datos preliminares del primer año de un estudio de cinco años planificado por DESI muestran evidencia tentadora de que la densidad de la energía oscura ha aumentado con el tiempo, apoyando la hipótesis sobre su naturaleza.
El equipo de investigación analizó datos de decenas de millones de galaxias distantes medidas por DESI, que observa miles de millones de años en el pasado para determinar la tasa de expansión del universo con alta precisión. Estos datos también pueden usarse para inferir cómo cambia la energía oscura a lo largo del tiempo.
Al comparar estos hallazgos con la formación de agujeros negros a partir de muertes de estrellas masivas a lo largo de la historia del universo, los investigadores observaron una correlación: a medida que se formaban nuevos agujeros negros, la cantidad de energía oscura en el universo aumentaba de manera correspondiente.
Duncan Farrah, profesor asociado de física en la Universidad de Hawái y coautor del estudio, declaró: “Ambos fenómenos eran coherentes entre sí: a medida que se formaban nuevos agujeros negros, la cantidad de energía oscura en el universo aumentaba de la manera correcta.” Esto sugiere un vínculo plausible entre agujeros negros y energía oscura.
Esta investigación complementa un creciente cuerpo de literatura que explora la posibilidad de un 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 en los centros galácticos, animando a otros equipos a investigar este efecto en los agujeros negros en diversas ubicaciones del universo.
Brian Cartwright, astrofísico y coautor, destacó que la nueva investigación vincula los agujeros negros con la energía oscura según su momento de nacimiento, en lugar de sus tasas de crecimiento como se había estudiado anteriormente. Notablemente, la mayoría de los agujeros negros relevantes son más jóvenes, habiendo nacido en una época en la que la formación de estrellas estaba en marcha.
Los siguientes pasos implican determinar dónde están estos agujeros negros y cómo se han estado moviendo durante los últimos 8,000 millones de años, una tarea que los científicos están abordando actualmente.