Los agujeros negros primordiales (PBH), que probablemente se formaron poco después del Big Bang, pueden haber experimentado eventos explosivos en el universo. Un estudio reciente dirigido por los físicos teóricos Marco Calzà y João G. Rosa de la Universidad de Coimbra sugiere que las erupciones volcánicas, impulsadas por la radiación de Hawking, pueden detectarse gracias a la comprensión avanzada de los futuros telescopios. Estos eventos, si se observan, pueden proporcionar una comprensión más profunda de partículas inexploradas y revelar la física fundamental.
Comprender los agujeros negros primordiales
Se cree que los PBH se originaron en las regiones densamente pobladas del universo temprano, apenas fracciones de la segunda parte del Big Bang. Descritas originalmente en 1967 por los científicos Yakov Zeldovich e Igor Novikov, estas entidades pueden ser tan pequeñas como partículas subatómicas. A diferencia de la mayoría de sus homólogos, los PBH se habrían formado independientemente debido al colapso de las estrellas, es causado por fluctuaciones de energía en la “sopa” primordial de partículas del universo.
Una importante pregunta sin respuesta es si los PBH pueden representar la materia oscura, que constituye el 85% de toda la materia del universo pero que permanece sin ser detectada. Los modelos cosmológicos apoyan la teoría de los PBH, pero las observaciones directas aún no han confirmado su existencia.
Parte de la radiación Hawking
Una característica definitoria de los PBH es su capacidad para emitir radiación de Hawking, un mecanismo cuántico desarrollado por el fallecido Stephen Hawking. Este proceso sugiere que los agujeros negros pierden masa gradualmente al emitir radiación a medida que se forman partículas cerca del lugar del evento. En los agujeros negros más grandes, estos rayos son invisibles, pero los PBH pequeños pueden emitir grandes cantidades, lo que potencialmente revela su presencia a los astrónomos.
Según la Dra. Calzà, los agujeros negros ligeros pueden emitir fotones, electrones e incluso neutrinos en cantidades observables. A medida que pierden masa, los PBH brillarían más intensamente, lo que eventualmente provocaría un estallido de radiación, un evento que los detectores de rayos gamma y neutrinos monitorean activamente.
Examinando las explosiones de PBH en busca de nuevos descubrimientos
En un estudio publicado en el Journal of High Energy Physics, el Dr. Calza y el Dr. Rosa está desarrollando métodos para rastrear la masa y el giro del PBH a medida que se acercan a su fin. Las observaciones sobre la rotación del PBH pueden indicar la presencia de nuevas partículas como los axiones, predichas por la teoría de cuerdas. Dr. Rosa sugiere que observar la explosión de PBH podría revelar nueva física al identificar los tipos de partículas con radiación de Hawking.
Los futuros telescopios de supersensibilidad podrían permitir a los científicos detectar estos fenómenos cósmicos, arrojar luz sobre la materia oscura invisible y ampliar la comprensión de la estructura básica de nuestro universo.
