El 12 de noviembre, los detectores de ondas gravitacionales LIGO y Virgo registraron una señal muy particular, bautizada como S251112cm. El análisis indica que provendría de la fusión de dos objetos, uno de los cuales posee una masa inferior a la de nuestro Sol. Tal característica es incompatible con los agujeros negros clásicos provenientes de estrellas muertas o con las estrellas de neutrones, lo que hace que el evento sea extremadamente inusual. Un físico de la Universidad de Durham declaró en las columnas de Science que se trataría de un descubrimiento mayor, porque ningún proceso astrofísico convencional permite explicarlo.
Los agujeros negros primordiales constituyen una hipótesis para explicar este tipo de señal. A diferencia de sus homólogos estelares, no nacen del colapso de una estrella masiva. Los científicos piensan que podrían haberse formado en los primeros segundos calientes y densos que siguieron al Big Bang, a partir de fluctuaciones de densidad en el plasma primordial. Su masa podría extenderse sobre un amplio rango, desde una fracción ínfima de la de un clip hasta cien mil veces la del Sol, cubriendo así el rango denominado "de masa subestelar".
La existencia de estos objetos compactos podría tener implicaciones profundas, en particular para dilucidar la naturaleza de la materia oscura (ver la explicación al final del artículo). Este componente invisible constituiría aproximadamente el 85 % de la materia del Universo, pero no interactúa con la luz, lo que la hace muy difícil de estudiar directamente. Los agujeros negros primordiales representan un candidato atractivo, porque su formación sería posible en el marco de los modelos cosmológicos actuales, sin necesitar una nueva física fundamental más allá del modelo estándar.
Sin embargo, la detección sigue rodeada de prudencia. Los investigadores del proyecto LIGO-Virgo señalan que la probabilidad de que esta señal sea una falsa alarma debida a ruido en los instrumentos no es despreciable, con una tasa estimada de aproximadamente una cada cuatro años. Además, la localización de la fuente es muy imprecisa, lo que complica la búsqueda de una señal luminosa asociada que podría confirmar el evento.
A pesar de estas incertidumbres, esta observación abre una nueva pista de investigación. Si se confirmaran señales similares en el futuro, podrían aportar la primera prueba directe de la existencia de los agujeros negros primordiales. Esta búsqueda ilustra la capacidad de las ondas gravitacionales para revelar fenómenos cósmicos que escapan totalmente a los telescopios tradicionales.
La materia oscura
La materia oscura es una forma hipotética de materia que no emite, absorbe ni refleja la luz, lo que la hace invisible para los telescopios clásicos. Su existencia se deduce indirectamente de sus efectos gravitacionales sobre la materia visible, como la rotación anormalmente rápida de las estrellas alrededor del centro de las galaxias o la deformación de la luz de los objetos lejanos, un fenómeno llamado lente gravitacional.
Las estimaciones indican que este componente representaría aproximadamente el 85 % de toda la materia contenida en el cosmos. Sin ella, las galaxias no podrían mantener su cohesión y se dispersarían. Sin embargo, su naturaleza fundamental sigue siendo una de las grandes preguntas abiertas de la física moderna, porque no corresponde a ninguna partícula conocida descrita por el modelo estándar de la física de partículas.
Varios candidatos teóricos han sido propuestos para explicar la materia oscura, desde partículas exóticas como los WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) hasta los agujeros negros primordiales. Estos últimos presentan la ventaja de no necesitar una nueva física más allá de las leyes de la gravedad y la cosmología conocidas, lo que los convierte en una hipótesis particularmente económica en el plano teórico.
La investigación continúa activamente a través de experimentos subterráneos que buscan capturar interacciones raras, observaciones astronómicas dirigidas y simulaciones numéricas. Identificar la naturaleza de la materia oscura es esencial para comprender plenamente la formación y la evolución de las estructuras a gran escala en el Universo, desde los cúmulos de galaxias hasta los filamentos cósmicos.