Los agujeros negros de las ondas gravitatorias podrían ser primordiales

Los agujeros negros binarios recientemente descubiertos por la colaboración LIGO-Virgo podrían ser entidades primordiales que se formaron poco después del Big Bang, según astrofísicos japoneses, que coinciden con la teoría expuesta por la Universidad Johns Hopkins (EE.UU.) hace un mes.

Si otros datos apoyan esta observación, podría ser el primer hallazgo confirmado de un agujero negro primordial, lo cual daría pistas sobre los orígenes del universo.

En febrero, la colaboración LIGO-Virgo anunció el primer éxito en la detección de ondas gravitatorias.

"Las ondas detectadas surgieron a partir de la fusión de dos agujeros negros de treinta veces la masa del Sol. Es extremadamente raro que tales agujeros negros masivos se formen en el universo actual", dice el autor del estudio Takahiro Tanaka, de la Universidad de Kyoto, en la nota de prensa de ésta recogida por EurekAlert! "Después de este anuncio, muchos astrofísicos comenzaron a considerar cómo se crearon tales agujeros negros".

Como punto de partida, el equipo teorizó que los agujeros negros primordiales -formados tras el Big Bang- se distribuyeron aleatoriamente en el espacio.

"El universo era extremadamente caliente y denso cuando nació. Los agujeros negros primordiales surgieron cuando tuvo lugar un colapso gravitatorio en regiones que eran especialmente densas", explica Tanaka. "Tienen un origen completamente diferente al de los agujeros negros que se forman a partir de cuerpos celestes."

Un debate de décadas

Basándose en la relatividad general, el equipo evaluó la frecuencia con la que se fusionan los agujeros negros en la época actual. Encontraron que los datos de la observación del equipo LIGO-Virgo sobre las frecuencias encajarían si los agujeros binarios fueran primordiales, y si constituyen una milésima parte de toda la materia oscura en el universo.

Los agujeros negros binarios primordiales fueron discutidos ampliamente en la década de 1990; sin embargo, el interés en ellos se desvaneció cuando las observaciones implicaron que su número era limitado. Hasta la fecha, nadie ha encontrado ningún agujero negro primordial, posiblemente haciendo que las observaciones LIGO-Virgo sean las primeras de su clase.

"Los modelos teóricos sobre los inicios del universo están siendo muy debatidos. Algunos modelos implican necesariamente la existencia de agujeros negros primordiales, por lo que su descubrimiento podría ayudar a desbloquear pistas importantes sobre los primeros días del universo", dice Tanaka.

"Cuando se acumulen suficientes datos de observación relacionados con los agujeros negros binarios, será posible confirmar si son verdaderamente primordiales."

Referencia bibliográfica:

Misao Sasaki, Teruaki Suyama, Takahiro Tanaka, Shuichiro Yokoyama: Primordial black hole scenario for the gravitational wave event GW150914. Physical Review Letters (2016). arXiv:1603.08338.