Hablaremos acerca de qué son los agujeros negros y cuál es la relación que tienen con la energía oscura. Puesto que, de acuerdo con los científicos especialistas, se han encontrado algunas pruebas que explican este fenómeno.

Incluso en la actualidad, continúan siendo objeto de estudio por los científicos. Y es que el universo todavía sigue siendo un completo misterio, a pesar de que la tecnología ha hecho posible observar cosas que en la antigüedad se creían inexistentes.

¿Qué son los agujeros negros?

Se conoce como agujeros negros a los restos fríos de antiguas estrellas. Que son tan densas que ninguna partícula de materia, ni siquiera la luz, tiene la capacidad de escapar de su poderosa fuerza gravitatoria. Mientras que muchas estrellas terminan en estrellas de neutrones o enanas blancas, los agujeros negros en la astronomía son la última fase. La cual corresponde a la evolución de las enormes estrellas que fueron hasta 15 veces más grandes que nuestro sol.

Una vez que las estrellas gigantes llegan al estado final de sus vidas, estallan en cataclismos que se conocen en astronomía como supernovas. Esta explosión esparce la mayor parte de la estrella hacia el vacío. Pero queda una enorme cantidad de restos fríos, en los cuales no se produce una fusión.

En las estrellas jóvenes, la fusión nuclear se encarga de crear energía y una presión exterior que es constante. La cual se encuentra en equilibrio con la fuerza de gravedad interna que produce la misma masa de la estrella. No obstante, en los restos inactivos de una supernova no existe una fuerza que se pueda resistir a la gravedad. Debido a esto, la estrella se empieza a replegar sobre sí misma.

¿Cómo se forman los agujeros negros?

Sin una fuerza que se encargue de frenar la gravedad, el agujero negro emergente se encoge hasta un volumen cero, donde pasa a ser infinitamente denso. Hasta la luz de la estrella en cuestión, es incapaz de escapar a su enorme fuerza gravitatoria. Que se observa atrapada en órbita, y es por eso que la estrella oscura, en astronomía, recibe el nombre de agujero negro.

Estos atraen la materia, hasta la energía y así sucesivamente. Pero esto no es en mayor medida que otras estrellas u objetos cósmicos que tengan una masa parecida. Esto quiere decir que un agujero negro que tenga la misa masa que el sol de nuestro sistema solar, no absorbería más objetos hacia sí mismo, que nuestro sol con su propia fuerza gravitatoria.

La luz, los planetas y otra materia deben pasar cerca de un agujero negro para que sean atraídos hacia su radio de acción. Cuando han alcanzado un punto sin retorno, se dice que han ingresado en el horizonte de sucesos. El cual es un punto donde no existe la posibilidad de escapar, ya que se requiere una velocidad de movimiento superior a la de la luz.

Las primeras imágenes obtenidas de los agujeros negros en la historia, salieron a la luz en el año 2019. Con un telescopio que es del tamaño del planeta Tierra, donde más de 200 científicos consiguieron capturar la sombra de un agujero negro, que quedó retratado por primera vez en la historia.

¿Cuál es la relación que existe entre los agujeros negros y la energía oscura?

Luego de largos siglos de explosión científica y una amplia diversidad de inventos que observan el vasto universo, aún existen demasiados misterios por resolver. Entre los más importantes se encuentra el descubrimiento de lo que se conoce en astronomía y la ciencia como energía oscura.

Por el momento, al parecer, la evidencia afirma que solo el 5% del universo se encuentra conformado por la materia que ya se conoce. Se cree entonces, que el 70% del cosmos corresponde a la energía oscura. Sigue siendo algo que tiene a los científicos especialistas despistados, aunque una nueva teoría arroja cierta luz acerca del tema.

La investigación realizada por los científicos de la Universidad de Hawái y el Imperial College London, ha afirmado que los agujeros negros podrían ser el origen de esta clase de energía. Para construir su teoría, los especialistas han tomado como una referencia las galaxias elípticas gigantes. Puesto que ya no están en ningún tipo de proceso que tenga que ver con la formación de estrellas.

Debido a esto, los agujeros negros ya no se pueden alimentar en sus inmediaciones, lo que debería ser equivalente a que estos ya no continúan creciendo. No obstante, se ha podido comprobar que este tipo de galaxias crecen entre unas 7 y 20 veces más de lo que se ha predicho en los modelos teóricos. Siendo esta la primera evidencia que se ha observado, acerca de que los agujeros negros contienen energía del vacío y que se encuentran vinculados con la expansión del universo.

Una explicación de la teoría

Las hipótesis que existen para explicar la energía oscura han ido apareciendo en el transcurso de las últimas décadas. Incluso resaltando que Einstein, el padre de la relatividad general, contenía ciertos fallos que podrían explicar dicha energía. Parece que los investigadores no están de acuerdo en este punto.

Para los expertos, los agujeros negros explicados en la teoría de la gravedad de Einstein son la propia energía oscura. Es más, los investigadores aseguran que el remanente estelar de los agujeros negros es, realmente, el origen astrofísico de la energía oscura.

Nueve millones de años atrás

En el primer estudio, el equipo fue capaz de determinar cómo usar las mediciones que existen de los agujeros negros para buscar el acoplamiento cosmológico. También es difícil observar los agujeros negros a largo plazo. Estas observaciones pueden durar unos segundos o unas decenas de años. Tiempo suficiente para detectar cómo cambia un agujero negro a lo largo de la vida del universo.

Debido a que las galaxias pueden contar con una vida de miles de millones de años y que, en su mayoría, poseen un agujero negro supermasivo, el equipo supo que las galaxias tenían la clave. Pero era fundamental escoger los tipos adecuados de galaxias. Aquellas conocidas como galaxias elípticas son muy grandes y se forman muy pronto, consideradas fósiles de ensambles de galaxias. Los astrónomos creen que estas son el resultado de colisiones de galaxias.

Al observar solo este tipo de galaxias sin actividad reciente, el equipo pudo argumentar que el cambio que se produzca en las masas de los agujeros negros de las galaxias, no se puede deber sencillamente, a otros procesos conocidos. Partiendo de esto, examinaron como había cambiado la masa de sus agujeros negros centrales en los últimos 9.000 millones de años.

Así mismo, descubrieron que cuanto más atrás en el tiempo observaran, menor era la masa de los agujeros negros. Con respecto a sus masas actuales. Cambios como estos fueron enormes: indicando allí que los agujeros negros eran entre 7 y 20 veces más enormes que hace 9.000 años. Que es suficiente para sospechar que la causa podría ser el acoplamiento cosmológico.

Abrir los agujeros negros

Para el segundo estudio, el equipo investigó el crecimiento de los agujeros negros que se midieron en el primer estudio. Cuando incrementa la masa, depende de la fuerza de acoplamiento. La cual es una variable que los investigadores llaman K. Debido a que el crecimiento de la masa que tienen los agujeros negros a partir del acoplamiento cosmológico va a depender del tamaño del universo.

Y el universo era más pequeño que en el pasado, los agujeros negros del primer estudio deben tener menos masa en la cantidad correcta para que la explicación que corresponde al acoplamiento cosmológico funcione. Los agujeros negros provienen de enormes estrellas muertas. Por lo cual, si se conoce cuántas estrellas grandes se están formando, es posible estimar cuántos agujeros negros se están formando.

Al igual que cuánto crecen como un resultado del acoplamiento cosmológico. Usando las últimas mediciones de la tasa de formación estelar que son más tempranas. Que son proporcionadas por el telescopio espacial James Webb, determinaron que las cifras cuadran. De esa forma, los especialistas afirman que sus estudios ofrecen un marco para que los físicos teóricos y los astrónomos puedan llevar a cabo pruebas.

Así mismo, para que la actual generación de experimentos acerca de la energía oscura, arrojen luz acerca de la idea. El asunto con la naturaleza de la energía oscura es tal vez la pregunta sin respuesta con mayor importancia en la física contemporánea. Es la mayor parte, corresponde al 70% de la energía del universo. Ahora, por fin se tienen pruebas de dónde proviene, por qué ese porcentaje y por qué se encuentra aquí ahora. Lo que se convierte en algo emocionante.

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Fuentes: Ciencia, National Geographic, ABC.