Un Big Bang al revés: ¿primera prueba de que la energía oscura surge de los agujeros negros?

La antigua energía de aquella inflación primigenia comparte algunas características clave con la llamada 'energía oscura', que hoy sigue impulsando la expansión y que constituye uno de los mayores misterios de nuestro tiempo. Entre esas características comunes está el hecho objetivo de ser el constituyente principal (cerca de un 68%) del Universo. (Otro 27% sería materia oscura y sólo un escaso 5% sería la materia que conocemos, la que da forma a todos los planetas, estrellas y galaxias que podemos ver).

Sin embargo, este no fue siempre el caso. Antes de la época actual, dominada por la energía oscura y con un Universo que se expande cada vez más rápido, la materia y la gravedad gobernaban el Cosmos y habían logrado frenar su expansión inicial impulsada por el Big Bang hasta casi detenerla. Pero hace unos 5 mil millones de años, la energía oscura se 'reactivó', volvió a superar a la fuerza atractiva de la materia y recuperó el control, expandiendo de nuevo el Universo a velocidad creciente. El problema es que nadie sabe de dónde vino ni cómo se produjo ese cambio de materia a energía oscura.

Durante los últimos años, algunos astrónomos han propuesto una controvertida y radical teoría según la cual, en lugar de estar presente de forma difusa en todo el espacio, esa energía oscura surge solo en algunos puntos muy concretos: el oscuro corazón de grandes agujeros negros. Y ahora, un equipo internacional de investigadores de cinco instituciones diferentes cree haber encontrado pruebas tentadoras de que realmente es así.

En un artículo recién publicado en 'Journal of Cosmology and Astroparticle Physics', los autores afirman, en efecto, haber encontrado los primeros indicios de una conexión entre dos fenómenos aparentemente no relacionados: la creciente densidad de la energía oscura y la creciente masa de agujeros negros a medida que el Universo envejece.

Según el físico Gregory Tarlé, de la Universidad de Michigan y coautor del estudio, «si uno se pregunta: ¿En qué parte del Universo actual vemos una gravedad tan fuerte como la que hubo al principio?, la respuesta está clara: en el centro de los agujeros negros. Es posible que lo que ocurrió durante la inflación sea al revés, que la materia de una estrella masiva se convierta nuevamente en energía oscura durante el colapso gravitacional, como un pequeño Big Bang al revés».

Tarlé y sus colegas se basaron en datos recientes del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) compuesto por 5.000 'ojos robóticos' montados en el telescopio Mayall en el Observatorio Nacional Kitt Peak, en Arizona y que señala, cada mes, las posiciones de millones de galaxias para estudiar cómo se ha ido expandiendo el Universo hasta el día de hoy.

«Si los agujeros negros contienen energía oscura -dice por su parte el autor principal del estudio, Kevin Croker, de la Universidad de Arizona-, pueden acoplarse y crecer junto al universo en expansión, acelerando su crecimiento. No podemos obtener los detalles de cómo está sucediendo esto, pero podemos ver evidencia de que está sucediendo».

Por lo tanto, para buscar evidencia de energía oscura en los agujeros negros, el equipo utilizó decenas de millones de galaxias distantes medidas por DESI. El instrumento mira miles de millones de años en el pasado y recopila datos que pueden usarse para determinar, con una precisión exquisita, lo rápido que se está expandiendo el Universo en cada momento. A su vez, estos datos pueden utilizarse para inferir cómo cambia la cantidad de energía oscura con el tiempo.

Los investigadores compararon después estos datos con el número de agujeros negros formados a partir de la muerte de estrellas muy masivas a lo largo de la historia del Universo. Y los dos fenómenos, aparentemente inconexos, encajaban perfectamente.

«Los dos fenómenos fueron consistentes entre sí -dice Duncan Farrah, de la Universidad de Hawaii y coautor del estudio-. A medida que se formaban nuevos agujeros negros con la muerte de estrellas masivas, la cantidad de energía oscura en el Universo aumentaba de la misma forma. Esto hace más plausible que los agujeros negros sean la fuente de energía oscura».

Si la hipótesis se confirma, podría ayudar a resolver el enigma del 'acelerón' del Universo hace 5.000 millones de años. Aquél momento, en efecto, coincide con la máxima tasa de nacimiento de nuevas estrellas, lo que implica que también se formaron muchos más agujeros negros, creando la energía oscura necesaria para reactivar la expansión.

Sin embargo, y a pesar de la interesante conexión entre agujeros negros y expansión, los autores del estudio aseguran que se necesitarán muchas más observaciones, tanto con DESI como con otros instrumentos, antes de poder llegar a conclusiones firmes.

«Básicamente -afirma Tarlé-, el hecho de que los agujeros negros sean energía oscura acoplada al Universo en que viven, ha dejado de ser sólo una cuestión teórica. Ésta es ahora una cuestión experimental».