En un estudio publicado en la revista Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, investigadores de las universidades de Michigan y la Estatal de Arizona proponen una conexión profunda entre la energía oscura y los agujeros negros.
La invrestigación introduce el concepto de «acoplamiento cosmológico», una nueva idea que sugiere que los agujeros negros no son solo objetos pasivos, sino que podrían desempeñar un papel activo en las interacciones de la energía oscura.
El astrofísico Kevin Croker, de la Universidad Estatal de Arizona, y sus colegas indagaron en el vínculo entre los agujeros negros y la energía oscura al momento de su formación.
«Si los agujeros negros contienen energía oscura, pueden acoplarse y crecer con el universo en expansión, lo que hace que su crecimiento se acelere», explicó Croker. «No podemos obtener los detalles de cómo sucede esto, pero podemos ver evidencia de que está sucediendo», añadió.
¿Cómo lo hicieron?
El equipo de investigación utilizó el instrumento espectroscópico de energía oscura (DESI, por sus siglas en inglés) para buscar evidencia de energía oscura proveniente de agujeros negros.
Equipado con 5000 sensores robóticos diseñados para escanear los cielos en busca de energía oscura, DESI proporcionó mediciones precisas que permitieron a los investigadores calcular la tasa de expansión del universo con una precisión notable, en consonancia con las mediciones actuales.
Al analizar datos de toda la edad del universo, el equipo estimó la cantidad de energía oscura y encontró una correspondencia entre la creciente densidad de energía oscura y la creciente masa de los agujeros negros a medida que el universo envejecía. Esto proporcionó una pista convincente que apoya la idea de qué es la energía oscura.
«Inflación inversa»
El físico Gregory Tarlé, de la Universidad de Michigan, aportó más información sobre los hallazgos.
«Si nos preguntamos qué parte del Universo posterior vemos que la gravedad es tan fuerte como al principio del Universo, la respuesta está en el centro de los agujeros negros», explicó Tarlé.
Describió el proceso como «inflación inversa», en el que el colapso de una estrella masiva podría generar energía oscura, actuando como el Big Bang invertido.
Por lo tanto, el estudio descubrió que los agujeros negros formados a partir del colapso de estrellas masivas pueden contribuir a la energía oscura a medida que crecen.
Al comparar la tasa de formación de agujeros negros con la expansión del universo, los investigadores observaron que a medida que se forman más agujeros negros, la cantidad de energía oscura aumenta de una manera consistente con las observaciones de la expansión acelerada del universo.
Acoplamiento cosmológico
El concepto de acoplamiento cosmológico surgió de los intentos de resolver la rareza de los agujeros negros con interpretaciones de la relatividad general.
Cualquier crecimiento demostrado por los agujeros negros en galaxias que han dejado de formar nuevas estrellas no podría atribuirse a mecanismos de crecimiento normales sino al acoplamiento cosmológico.
El equipo de investigación encontró signos de crecimiento en los agujeros negros de estas galaxias «muertas», lo que, en su opinión, validaba su idea del acoplamiento cosmológico.
Las posibles implicaciones de este estudio se extienden a la solución de la tensión de Hubble, un problema de la cosmología en el que diferentes partes del universo parecen expandirse a diferentes velocidades, lo que crea contradicciones en los modelos actuales. El concepto sugiere que los agujeros negros podrían influir en estas contradicciones.
A pesar de las prometedoras evidencias, el equipo enfatiza que será necesario realizar más investigaciones con herramientas como DESI para confirmar estas observaciones iniciales.
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