Agujeros negros: posibles motores de la energía oscura en el universo
La energía oscura constituye uno de los mayores enigmas de la ciencia contemporánea. Se estima que representa cerca del 70% del contenido energético del universo y es responsable de su expansión acelerada. Sin embargo, su origen y naturaleza permanecen desconocidos. Un estudio reciente, publicado en la Physical Review Letters y liderado por un equipo internacional en el marco de la misión Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), plantea una hipótesis audaz: los agujeros negros podrían ser los motores que generan esta energía.
El modelo desarrollado por investigadores de la Universidad de Míchigan, Durham y colaboradores de DESI parte de una idea novedosa: cuando las estrellas masivas colapsan y forman agujeros negros, el proceso no se limitaría a acumular materia. Parte de esa materia, según el modelo, se transformaría progresivamente en energía oscura.
La hipótesis adquiere fuerza porque esta transformación seguiría de cerca la tasa de formación estelar a lo largo de la historia cósmica. Esto permite que el modelo se ajuste tanto a las observaciones del universo temprano, registradas en la radiación de fondo de microondas (CMB), como a las del universo actual, recogidas por DESI.
El origen de este modelo está en un problema detectado al analizar los datos de DESI dentro del marco estándar de cosmología, que considera la energía oscura como una constante. Bajo este supuesto, las cuentas no cerraban: el balance de materia del universo resultaba demasiado pequeño y llevaba a una conclusión “no física”, la de asignar masas negativas a los neutrinos, algo imposible según la física conocida.
Los neutrinos son partículas elementales con masa mayor que cero, pero aún no se conoce su valor exacto. El desfase entre los datos de DESI y el modelo estándar abría un dilema. En 2024, investigadores del Instituto de Cosmología Computacional de Durham, liderados por el Dr. Willem Elbers, propusieron que la clave podía estar en que la energía oscura no es constante, sino que evoluciona con el tiempo.
El nuevo trabajo toma esa idea y la concreta en un modelo físico que soluciona el problema de los neutrinos, devolviendo sus masas a valores positivos y compatibles con la teoría.
Para lograrlo, el equipo integró observaciones de DESI con datos de la radiación cósmica de fondo, trazando así un puente entre el universo temprano, apenas 380.000 años después del Big Bang, y la estructura cósmica actual. Al ajustar los parámetros, comprobaron que un modelo en el que los agujeros negros generan energía oscura encajaba mejor que el marco estándar.
DESI, un proyecto que reúne a más de 900 investigadores de 70 instituciones y que se desarrolla desde el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en California, juega un papel esencial. Su objetivo es mapear con precisión la estructura a gran escala del universo durante un periodo de cinco años, lo que permite poner a prueba teorías de este tipo con un volumen de datos sin precedentes.
Si esta hipótesis se confirma, la visión de los agujeros negros cambiaría de manera radical. No serían solo sumideros de materia y energía, sino también motores cósmicos que alimentan la expansión del universo. El modelo, además, podría abrir nuevas vías para comprender la relación entre objetos astrofísicos extremos, como los agujeros negros, y fenómenos de escala cosmológica como la energía oscura.
Aunque los resultados no son definitivos, constituyen un paso significativo hacia una explicación más completa del universo. La hipótesis de los agujeros negros como generadores de energía oscura aún debe someterse a nuevas pruebas observacionales y simulaciones, pero ofrece una vía prometedora que combina física de partículas, astrofísica y cosmología. @mundiario
