{"id":55263,"date":"2024-06-06T17:06:01","date_gmt":"2024-06-06T22:06:01","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=55263"},"modified":"2024-06-06T17:06:02","modified_gmt":"2024-06-06T22:06:02","slug":"agujeros-negros-exoticos-podrian-ser-un-subproducto-de-la-materia-oscura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2024\/06\/06\/agujeros-negros-exoticos-podrian-ser-un-subproducto-de-la-materia-oscura\/","title":{"rendered":"Agujeros negros ex\u00f3ticos podr\u00edan ser un subproducto de la materia oscura"},"content":{"rendered":"\n<p>Por cada kilogramo de materia que podemos ver (desde la computadora de nuestro escritorio hasta estrellas y galaxias distantes), hay 5 kilogramos de materia invisible que impregnan nuestro entorno. Esta &#8220;materia oscura&#8221; es una entidad misteriosa que evade toda forma de observaci\u00f3n directa pero hace sentir su presencia a trav\u00e9s de su atracci\u00f3n invisible sobre los objetos visibles.<\/p>\n\n\n\n<p>Hace cincuenta a\u00f1os, el f\u00edsico Stephen Hawking ofreci\u00f3 una idea de lo que podr\u00eda ser la materia oscura: una poblaci\u00f3n de agujeros negros, que podr\u00edan haberse formado muy poco despu\u00e9s del Big Bang. Estos agujeros negros &#8220;primordiales&#8221; no habr\u00edan sido los goliats que detectamos hoy, sino regiones microsc\u00f3picas de materia ultradensa que se habr\u00edan formado en la primera quintill\u00f3n\u00e9sima de segundo despu\u00e9s del Big Bang y luego colapsar\u00edan y se dispersar\u00edan por el cosmos, tirando de y rodeando el espacio-tiempo de maneras que podr\u00edan explicar la materia oscura que conocemos hoy.<\/p>\n\n\n\n<p>Ahora, los f\u00edsicos del MIT han descubierto que este proceso primordial tambi\u00e9n habr\u00eda producido algunos compa\u00f1eros inesperados: agujeros negros a\u00fan m\u00e1s peque\u00f1os con cantidades sin precedentes de una propiedad de la f\u00edsica nuclear conocida como &#8220;carga de color&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Estos agujeros negros m\u00e1s peque\u00f1os y &#8220;supercargados&#8221; habr\u00edan sido un estado de materia completamente nuevo, que probablemente se evapor\u00f3 una fracci\u00f3n de segundo despu\u00e9s de su aparici\u00f3n. Sin embargo, todav\u00eda podr\u00edan haber influido en una transici\u00f3n cosmol\u00f3gica clave: el momento en que se forjaron los primeros n\u00facleos at\u00f3micos.<\/p>\n\n\n\n<p>Los f\u00edsicos postulan que los agujeros negros cargados de color podr\u00edan haber afectado el equilibrio de los n\u00facleos en fusi\u00f3n, de una manera que los astr\u00f3nomos podr\u00edan detectar alg\u00fan d\u00eda con mediciones futuras. Una observaci\u00f3n as\u00ed se\u00f1alar\u00eda de manera convincente que los agujeros negros primordiales son la ra\u00edz de toda la materia oscura actual.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Aunque estas criaturas ex\u00f3ticas y de vida corta no existen hoy en d\u00eda, podr\u00edan haber afectado la historia c\u00f3smica de maneras que hoy podr\u00edan manifestarse en se\u00f1ales sutiles&#8221;, dice David Kaiser, profesor de Historia de la Ciencia en Germeshausen y profesor de f\u00edsica en el MIT. &#8220;Dentro de la idea de que toda la materia oscura podr\u00eda deberse a agujeros negros, esto nos ofrece nuevas cosas que buscar&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Kaiser y la coautora, la estudiante graduada del MIT Elba Alonso-Monsalve, publicaron su estudio en la revista <a href=\"https:\/\/journals.aps.org\/prl\/abstract\/10.1103\/PhysRevLett.132.231402\">Physical Review Letters<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Un tiempo antes de las estrellas<br><\/strong>Los agujeros negros que conocemos y detectamos hoy son producto del colapso estelar, cuando el centro de una estrella masiva se hunde sobre s\u00ed mismo para formar una regi\u00f3n tan densa que puede doblar el espacio-tiempo de tal manera que cualquier cosa, incluso la luz, queda atrapada dentro. Estos agujeros negros &#8220;astrof\u00edsicos&#8221; pueden tener desde unas pocas veces la masa del Sol hasta muchos miles de millones de veces m\u00e1s.<\/p>\n\n\n\n<p>Los agujeros negros &#8220;primordiales&#8221;, por el contrario, pueden ser mucho m\u00e1s peque\u00f1os y se cree que se formaron antes de las estrellas. Antes de que el universo hubiera siquiera preparado los elementos b\u00e1sicos, y mucho menos las estrellas, los cient\u00edficos creen que bolsas de materia primordial ultradensa podr\u00edan haberse acumulado y colapsado para formar agujeros negros microsc\u00f3picos que podr\u00edan haber sido tan densos como para comprimir la masa de un asteroide en un regi\u00f3n tan peque\u00f1a como un solo \u00e1tomo. La atracci\u00f3n gravitacional de estos peque\u00f1os objetos invisibles esparcidos por todo el universo podr\u00eda explicar toda la materia oscura que no podemos ver hoy.<\/p>\n\n\n\n<p>Si ese fuera el caso, \u00bfde qu\u00e9 se habr\u00edan formado estos agujeros negros primordiales? \u00c9sa es la pregunta que asumieron Kaiser y Alonso-Monsalve con su nuevo estudio.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;La gente ha estudiado cu\u00e1l ser\u00eda la distribuci\u00f3n de las masas de los agujeros negros durante esta producci\u00f3n del universo temprano, pero nunca la vincularon con qu\u00e9 tipo de cosas habr\u00edan ca\u00eddo en esos agujeros negros en el momento en que se estaban formando&#8221;, explica Kaiser.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Rinocerontes supercargados<br><\/strong>Los f\u00edsicos del MIT examinaron primero las teor\u00edas existentes para determinar la probable distribuci\u00f3n de las masas de los agujeros negros cuando se estaban formando por primera vez en el universo primitivo.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Nos dimos cuenta de que existe una correlaci\u00f3n directa entre cu\u00e1ndo se forma un agujero negro primordial y con qu\u00e9 masa se forma&#8221;, dice Alonso-Monsalve. &#8220;Y esa ventana de tiempo es absurdamente temprana&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Ella y Kaiser calcularon que los agujeros negros primordiales deben haberse formado dentro de la primera quintill\u00f3n\u00e9sima de segundo despu\u00e9s del Big Bang. Este destello de tiempo habr\u00eda producido agujeros negros microsc\u00f3picos &#8220;t\u00edpicos&#8221; que eran tan masivos como un asteroide y tan peque\u00f1os como un \u00e1tomo. Tambi\u00e9n habr\u00eda producido una peque\u00f1a fracci\u00f3n de agujeros negros exponencialmente m\u00e1s peque\u00f1os, con la masa de un rinoceronte y un tama\u00f1o mucho menor que el de un solo prot\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p>\u00bfDe qu\u00e9 estar\u00edan formados estos agujeros negros primordiales? Para ello, recurrieron a estudios que exploraban la composici\u00f3n del universo primitivo y, espec\u00edficamente, a la teor\u00eda de la cromodin\u00e1mica cu\u00e1ntica (QCD), el estudio de c\u00f3mo interact\u00faan los quarks y los gluones.<\/p>\n\n\n\n<p>Los quarks y los gluones son los componentes fundamentales de los protones y neutrones, part\u00edculas elementales que se combinaron para forjar los elementos b\u00e1sicos de la tabla peri\u00f3dica. Inmediatamente despu\u00e9s del Big Bang, los f\u00edsicos estimaron, bas\u00e1ndose en QCD, que el universo era un plasma inmensamente caliente de quarks y gluones que luego se enfri\u00f3 r\u00e1pidamente y se combin\u00f3 para producir protones y neutrones. Los investigadores descubrieron que, en la primera quintill\u00f3n\u00e9sima de segundo, el universo todav\u00eda habr\u00eda sido una sopa de quarks y gluones libres que a\u00fan no se hab\u00edan combinado. Cualquier agujero negro que se formara en este tiempo se habr\u00eda tragado las part\u00edculas sueltas, junto con una propiedad ex\u00f3tica conocida como &#8220;carga de color&#8221;, un estado de carga que s\u00f3lo portan los quarks y gluones no combinados.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Una vez que descubrimos que estos agujeros negros se forman en un plasma de quarks y gluones, lo m\u00e1s importante que ten\u00edamos que averiguar era: \u00bfcu\u00e1nta carga de color est\u00e1 contenida en la masa de materia que terminar\u00e1 en un agujero negro primordial?&#8221; dice Alonso-Monsalve.<\/p>\n\n\n\n<p>Utilizando la teor\u00eda QCD, calcularon la distribuci\u00f3n de la carga de color que deber\u00eda haber existido en todo el plasma primitivo y caliente. Luego compararon eso con el tama\u00f1o de una regi\u00f3n que colapsar\u00eda para formar un agujero negro en la primera quintill\u00f3n\u00e9sima de segundo. Resulta que no habr\u00eda mucha carga de color en la mayor\u00eda de los agujeros negros t\u00edpicos de esa \u00e9poca, ya que se habr\u00edan formado absorbiendo una gran cantidad de regiones que ten\u00edan una mezcla de cargas, lo que en \u00faltima instancia habr\u00eda resultado en un carga &#8220;neutral&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Pero los agujeros negros m\u00e1s peque\u00f1os habr\u00edan estado llenos de carga de color. De hecho, habr\u00edan contenido la cantidad m\u00e1xima de cualquier tipo de carga permitida para un agujero negro, seg\u00fan las leyes fundamentales de la f\u00edsica. Mientras que durante d\u00e9cadas se han planteado hip\u00f3tesis sobre agujeros negros &#8220;extremos&#8221;, hasta ahora nadie hab\u00eda descubierto un proceso realista mediante el cual tales rarezas pudieran haberse formado en nuestro universo.<\/p>\n\n\n\n<p>Los agujeros negros supercargados se habr\u00edan evaporado r\u00e1pidamente, pero posiblemente s\u00f3lo despu\u00e9s del momento en que comenzaron a formarse los primeros n\u00facleos at\u00f3micos. Los cient\u00edficos estiman que este proceso comenz\u00f3 aproximadamente un segundo despu\u00e9s del Big Bang, lo que habr\u00eda dado a los agujeros negros extremos suficiente tiempo para alterar las condiciones de equilibrio que habr\u00edan prevalecido cuando los primeros n\u00facleos comenzaron a formarse. Tales perturbaciones podr\u00edan potencialmente afectar la forma en que se formaron esos primeros n\u00facleos, de maneras que alg\u00fan d\u00eda podr\u00edan observarse.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Estos objetos podr\u00edan haber dejado algunas huellas de observaci\u00f3n interesantes&#8221;, reflexiona Alonso-Monsalve. &#8220;Podr\u00edan haber cambiado el equilibrio entre esto y aquello, y ese es el tipo de cosas sobre las que uno puede empezar a preguntarse&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Fuente: <a href=\"https:\/\/phys.org\/news\/2024-06-exotic-black-holes-byproduct-dark.html\">Phys.org<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Por cada kilogramo de materia que podemos ver (desde la computadora de nuestro escritorio hasta estrellas y galaxias distantes), hay 5 kilogramos de materia invisible que impregnan nuestro entorno. 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