¿Un misterio revelado sobre la energía oscura? Dos estudios publicados en El diario astrofísico es en Las cartas de la revista astrofísica traer pruebas de que esta energía oscura que permite explicar la expansión del universo sería producida por agujeros negros. Este descubrimiento es el resultado del trabajo de un equipo internacional de científicos supervisado por la Universidad de Hawái.
La energía oscura y la expansión del universo
Según los físicos, la energía oscura representa el 70% del contenido energético del Universo. La naturaleza de este componente sigue siendo un misterio. No es un asunto o incluso cualquier tipo de radiación. Sin embargo, fue responsable de casi seis mil millones de años de expansión del universo.
A principios del siglo XX, los físicos, entre ellos Georges Lemaître (1894-1966), establecieron las primeras teorías sobre la expansión del Universo. Para ello, se basan en la relatividad de Albert Einstein. Al mismo tiempo, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble (1889-1953) descubrió que cuanto más se alejan las galaxias de la Tierra, más rápido lo hacen. En otras palabras, las galaxias parecen acelerarse con la distancia. Esta observación se convertirá en la ley de Hubble de 1929. Esta última se debe en realidad a la expansión del espacio-tiempo.
Todavía en la década de 1920, nació una teoría a la que se adhirieron la mayoría de los astrónomos. Esta es la famosa teoría de Big Bang, un modelo cosmológico para describir el origen y la evolución del Universo. Según esto, el Universo se formó a partir de un estado extremadamente caliente y denso hace casi 14 mil millones de años. Hasta 1998, los astrónomos creían que la expansión del universo después del Big Bang era frenada por una poderosa fuerza de atracción llamada gravedad.
Pero ya en 1998, los investigadores estaban trabajando en supernovas. Luego notan que la cantidad de luz entrante es menor de lo esperado. Suponen, por tanto, la existencia de una energía que acelera la expansión del Universo desde hace al menos 6.000 millones de años. Este es el nacimiento del concepto de energía oscura. No debe confundirse con el materia oscura. Es una materia hipotética, sensible a la gravitación y que no interactúa o interactúa levemente con la materia ordinaria.
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Agujeros negros creciendo en galaxias vacías
NGC1316, una galaxia comparable a una galaxia elíptica gigante
Créditos: NASA, ESA y The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) dominio público
Los agujeros negros son regiones del espacio con un campo gravitatorio extremadamente fuerte. Así que lo que agarraron no pudo escapar, ni siquiera la luz. Este tipo de monstruo cósmico es el resultado de la violenta explosión de una estrella masiva que ha agotado todo su combustible nuclear. Los agujeros negros tienen una masa que puede alcanzar miles de millones de veces la masa de nuestro Sol en un pequeño espacio llamado singularidad.
¡Los agujeros negros son enormes! Sin embargo, aún pueden aumentar de tamaño agarrando cualquier cosa a su alcance, como estrellas y planetas, o fusionándose.
Un equipo internacional de astrónomos, incluidos investigadores de la Universidad de Hawái, estudió la evolución de los agujeros negros durante nueve mil millones de años. Se dieron cuenta de que los agujeros negros, que están dentro galaxias elípticas gigantes, siguen creciendo como si siempre estuvieran “alimentados” de materia. Sin embargo, estas galaxias ya no producen estrellas u otros objetos cósmicos. Este aumento es importante, ya que los astrónomos han descubierto que estos agujeros negros son de 7 a 20 veces más masivos hoy que hace nueve mil millones de años.
Ante este descubrimiento, los investigadores plantean la hipótesis de que estos agujeros negros están de alguna manera vinculados a la expansión del Universo en un proceso de acoplamiento cosmológico. Su crecimiento está ligado a la expansión del Universo. Cuanto más se extiende, más aumenta la masa de estos agujeros negros.
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Evidencia de que los agujeros negros contienen energía del vacío
Para los científicos detrás de este estudio, estos resultados proporcionan una prueba de que los agujeros negros contienen energía de vacío. Esta energía del vacío no pertenece ni a la radiación ni a la materia bariónica. Este último corresponde a la materia ordinaria que conforma el Universo observable. La energía es parte del vacío. Se opone a la fuerza de la gravedad tanto más cuanto más grandes son las distancias.
Para los astrónomos, esta energía del vacío podría ser la fuente de la energía oscura que inunda el Universo. Los investigadores calcularon la cantidad de energía oscura en el universo que se puede atribuir al proceso de acoplamiento cosmológico. Determinaron que los agujeros negros podrían proporcionar la cantidad de energía de vacío necesaria para dar cuenta de toda la energía oscura que los astrónomos miden en el universo hoy.
Los astrónomos de estos dos estudios acaban de encontrar la primera evidencia de que los agujeros negros contienen energía del vacío. Están, por ello, acoplados a la expansión del Universo. Esta expansión del universo conduce a un aumento de la masa de estos agujeros negros.
Los investigadores acaban de descubrir la fuente de energía oscura en el Universo. Sin embargo, si más observaciones confirman la hipótesis, podría interrumpir por completo la comprensión de los agujeros negros y su papel en el Universo.
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