Un nuevo trabajo plantea que los observatorios de ondas gravitacionales podrían ser capaces de captar agujeros negros primordiales que pudiesen estar recorriendo el Sistema Solar. Eso sí, siempre y cuando estos objetos, puramente hipotéticos, se hubiesen formado en el Big Bang…
Los agujeros negros primordiales podrían estar presentes incluso en el Sistema Solar
Los cosmólogos llevan mucho tiempo preguntándose si las condiciones, en los inicios del universo, podrían haber provocado la formación de agujeros negros primordiales. Si fue así, estos objetos podrían tener una gran variedad de masas, en comparación a los que se formaron posteriormente, a partir de la muerte de las estrellas. En algunos casos, esos agujeros negros primordiales podrían ser tan pequeños como un átomo. Sin embargo, es importante tener en cuenta que no se ha captado ningún agujero negro primordial.
Si realmente existen, podrían explicar parte de la materia oscura del universo. Es decir, esa materia que solo interactúa gravitacionalmente con el resto del universo. Ahora, puede que haya una nueva manera de detectar agujeros negros primordiales, aunque de una manera bastante limitada. Sería posible por medio de las ondas gravitacionales. Estas ondas en el tejido del espaciotiempo están provocadas por los fenómenos más potentes del universo. A menudo, por cosas como la colisión de objetos muy masivos, como agujeros negros o estrellas de neutrones.
En un nuevo trabajo, Abraham Loeb (también conocido como Avi Loeb) ha analizado si los detectores de ondas gravitacionales (LIGO, KAGRA y VIRGO) podrían captar la señal de agujeros negros primordiales. Concretamente, aquellos que se muevan cerca de la velocidad de la luz, u otros objetos similares que se muevan a gran velocidad. Hasta ahora, todas las fuentes de ondas gravitacionales eran objetos de masa estelar a gran distancia. Pero no son las únicas fuentes posibles de emisión de estas ondas. Hay otras posibilidades…
Un escenario diferente con objetos muy veloces
Así, Abraham Loeb explica que podemos pensar en un objeto relativista. Es decir, que se mueva a una velocidad cercana a la de la luz. Además, que esté a una distancia de LIGO que sea comparable al radio de la Tierra. En su máximo acercamiento, un objeto así podría generar una señal gravitacional. Dependería en gran medida de su masa y la velocidad a la que se mueva. Con la tecnología actual, los detectores podrían captar cualquier objeto moviéndose cerca de la velocidad de la luz, con una masa en torno a unos 100 megatones.
Es comparable a la energía de un pequeño asteroide, que mida varios cientos de metros. Pero solo si se acercase a los detectores, a la mitad del diámetro de la Tierra. Dicho de otra manera, los detectores habrían captado el paso de un objeto, de esta masa, si pasase a través del planeta, o muy cerca de su superficie, desde 2015. Siempre y cuando estuviese viajando a una velocidad muy alta. Naturalmente, si un asteroide de esa masa golpease a nuestro planeta, estaríamos al corriente de ese impacto, porque sería devastador y tendría consecuencias serias.
Por ello, tener esa capacidad sería muy interesante, especialmente al pensar en objetos compactos, como los agujeros negros primordiales, con un diámetro del tamaño de un átomo o incluso más pequeño. Un objeto así podría pasar cerca, o incluso a través de la Tierra, sin que nadie se diese cuenta. Lo cierto es que ninguno de los detectores de ondas gravitacionales ha detectado ningún objeto de este tipo. No es un resultado sorprendente, teniendo en cuenta que la capacidad de detección es muy limitada. A fin de cuentas es una distancia muy pequeña.
Los agujeros negros primordiales que puedan recorrer el Sistema Solar solo se podrán detectar con mejor tecnología
Los detectores no son capaces de captar objetos, de este tipo, que estén a más de unos 6000 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. Del mismo modo, tampoco puede detectar objetos que se muevan a velocidades más bajas. Por ello, habrá que esperar a detectores de ondas gravitacionales futuros, como el detector LISA. Se lanzará en la próxima década y permitirá expandir ese rango de detección, aunque no será en una medida importante. En cualquier caso, no deja de ser un trabajo que intenta ir un paso más allá para entender mejor el universo.
La existencia de los agujeros negros primordiales es una idea que se remonta a la segunda mitad del siglo XX. Stephen Hawking planteó que podría existir este tipo de objetos. Por sus características, podrían ser muy abundantes y explicarían, al menos parcialmente, la presencia de materia oscura. Sin embargo, el hecho de que no se haya detectado ninguno impide pensar en si realmente sería la explicación más adecuada. Aunque la teoría permite su existencia, hasta el momento ni siquiera hay dudas sobre una posible detección.
No se ha encontrado ninguna señal que haga pensar en que pueda existir este tipo de objeto hipotético. La llegada de mejor tecnología, y el paso de los años (habrá que esperar, como mínimo, una década) permitirá entender mejor si, realmente, los agujeros negros primordiales llegaron a existir. Si no es así, en cualquier caso, la búsqueda de la partícula (o partículas) responsables de la materia oscura seguirá adelante. Todavía hay muchas opciones sobre la mesa, que podrían permitir comprender mejor cómo es…
Estudio
El estudio es Abraham Loeb; «LIGO-Virgo-KAGRA Limit on Relativistic Interstellar Objects near Earth». Publicado en la revista Research Notes of the American Astronomical Society en agosto de 2024. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Universe Today
