Agujeros negros: Investigación sugiere que crecen mientras el Universo se expande

CALIFORNIA.-Científicos que observan las ondas gravitacionales han detectado en los últimos 6 años fusiones de agujeros negros, comprobando una predicción importante de la teoría de la gravedad de Albert Einstein.

Pero hay un problema: Muchos de estos agujeros negros son inesperadamente grandes.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Hawai en Mānoa, la Universidad de Chicago y la Universidad de Michigan en Ann Arbor, han propuesto una solución novedosa a este problema: Los agujeros negros crecen junto con la expansión del universo.

Desde la primera observación de la fusión de agujeros negros realizada por el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO) en 2015, los astrónomos se han visto sorprendidos repetidamente por sus grandes masas.

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Aunque no emiten luz, las fusiones de agujeros negros se observan a través de la emisión de ondas gravitacionales, ondas en el tejido del espacio-tiempo que fueron predichas por la teoría de la relatividad general de Einstein.

Los físicos originalmente esperaban que los agujeros negros tuvieran masas menos de unas 40 veces la del Sol, porque los agujeros negros surgen de estrellas masivas que termina colapsando.

Los observatorios LIGO y Virgo, sin embargo, han encontrado muchos agujeros negros con masas superiores a la de 50 soles, y algunos tan masivos como 100 soles.

Se han propuesto numerosos escenarios de formación para producir agujeros negros tan grandes, pero ningún escenario único ha sido capaz de explicar la diversidad de fusiones de agujeros negros observadas hasta ahora, y no hay acuerdo sobre qué combinación de escenarios de formación es físicamente viable.

Este nuevo estudio, publicado en Astrophysical Journal Letters, es el primero en mostrar que las masas de agujeros negros grandes y pequeños pueden resultar de una sola vía, en la que los agujeros negros ganan masa a partir de la expansión del propio universo.

¿Cómo se hicieron tan grandes estos agujeros negros?

La explicación que era más común es que crecen al tragar materia, como polvo, gas, estrellas u otros agujeros negros. Pero los investigadores del nuevo estudio han propuesto ahora una alternativa bastante extravagante: que las masas de agujeros negros podrían crecer a medida que el universo se expande, en un efecto que el equipo llama acoplamiento cosmológico.

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Puede sonar un poco extraño, pero la idea no tiene precedentes. La posibilidad está implícita en la teoría de la relatividad de Einstein, donde la luz ya está incluída cosmológicamente, en el sentido de que pierde energía a medida que el universo se expande, alimentando esa misma expansión.

Los físicos indican que el universo continuó creciendo desde su formación y las masas de los agujeros negros fueron incrementándose a la par de esta expansión.

A medida que el universo continuó creciendo, las masas de estos agujeros negros crecieron a medida que avanzaban en espiral entre sí, destacó la investigación publicada.