Virtual Rosario

Virtual Rosario Noticias de Programas Ciencia Tecnologia Cursos Manuales Audiolibros e Internet Gratis


Descargar nuevo Google Earth y Picasa para Windows Tesis, tesina, trabajo final o cualquier texto académico
Sep 21 2007

La Teoría del Big Bang y billones de agujeros negros

Noticias Agregar comentario

¿Se generó un vasto número de agujeros negros durante los primeros
momentos del universo? Es una idea intrigante, hecha posible por las
extremas densidades asociadas con el Big Bang.

CienciaKanija.com – Hasta ahora, no teníamos pruebas contundentes de que tales agujeros
negros primordiales (PBHs) existieran alguna vez, pero unas nuevas
observaciones que están a la vuelta de la esquina podrían cambiar ésto.
Detectarlos sería una tremenda bendición, dado que podrían usarse
para estudiar los mismos inicios del universo una mera fracción de
segundo después de que comenzara, cuando las condiciones eran tan
extremas que nuestras mejores teorías físicas tienen problemas para
describirlos. Los agujeros negros primordiales también conforman parte
de la invisible sustancia llamada materia oscura que parece formar la
mayor parte de la materia del universo.
Existe una variedad de formas en la que los PBHs podrían formarse en
el infierno del joven universo. Por ejemplo, las concentraciones de
energía asociada con los campos de energía exóticos podría colapsar
bajo su propia gravedad – de acuerdo con la relatividad de Einstein, la
energía produce gravedad de la misma forma que la materia – para formar
agujeros negros. Uno de tales campos de energía se cree que es el
responsable de la rápida expansión del inicio del universo, un fenómeno
llamado inflación.
Existe una amplia variedad de masas posibles para los PBHs,
dependiendo de su escenario de formación. Los menos masivos, con menos
de la masa de un cometa, o 1 billón de kilogramos, se evaporaría
rápidamente a través de un proceso cuántico conocido como radiación de
Hawking.
Detonando agujeros negros
Han existido informes sin confirmar de radiación procedente de PBHs
ligeramente más masivos, los últimos rastros de los cuales se estarían
evaporando.
Los PBHs más masivos, que podrían nacer con una masa superior a 100
000 veces la masa del Sol, podría sobrevivir para dejar su huella en el
Fondo de Microondas Cósmico (CMB), la radiación emitida por la materia
caliente aproximadamente 400 000 años tras el Big Bang.
Esto es debido a que los agujeros negros emiten rayos-X conforme
tragan materia de sus alrededores, y estos rayos-X pueden escapar de la
vecindad de los agujeros negros para romper, o ionizar, átomos de
hidrógeno. Esto afectaría sutilmente a cómo la materia se distribuye en
regiones de alta y baja densidad – una distribución que se refleja en
la radiación del fondo de microondas cósmico.
Este efecto podría explicar una extraña discrepancia entre los
resultados de la Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson (WMAP),
que mide el CMB, y los estudios de cómo se compactaron las galaxias.
Ambos entran en desacuerdo en un parámetro llamado sigma8, el cual
describe cómo la materia se agrupó en el joven universo. Pero de
acuerdo con un reciente estudio liderado por Massimo Ricotti de la
Universidad de Maryland en College Park, Estados Unidos, las dos
medidas concuerdan si se incluyen los PBHs en los modelos.
Pero el mismo Ricotti dice que es demasiado pronto para afirmar que
esta es una prueba de los agujeros negros primordiales. Aún es posible
que refinando las medidas se llegue a un acuerdo entre ellas sin
necesidad de invocar a estos objetos exóticos, dice.
Las primeras estrellas
El estudio también sugiere que el efecto ionizador de los PBHs
habria ayudado a encender la formación de las primeras estrellas del
universo. La presencia de electrones libres ayuda a los pares de átomos
de hidrógeno a unirse para formar hidrógeno molecular. “Se forma una
gran cantidad de hidrógeno molecular – aproximadamente de 10 a 100
veces más de lo que se formaría si no tuviesen agujeros negros
primordiales”, dijo Ricotti a New Scientist.
El hidrógeno molecular ayuda a enfriar las nubes de gas emitiendo
radiación, lo que permite a las nubes contraerse lo suficiente para
condensarse en estrellas. Ricotti dice que el Telescopio Espacial James
Webb, que tiene planeado su lanzamiento para 2013, podría ser capaz de
detectar este aumento de la formación estelar.
Tal vez lo más intrigante sea que si los agujeros negros
primordiales sobreviven en un número lo bastante grande hot día,
entonces las nubes de los mismos podrían contar para alguno o incluso
todos los misterios de la materia oscura que parece formar la mayor
parte de la materia del universo.
El problema principal con esta posibilidad es que no está claro si
las condiciones necesarias para formar PBHs en grandes números se
dieron alguna vez en nuestro universo.
En el escenario de formación que involucra el campo de inflación,
por ejemplo, el número de PBHs formados depende de datos desconocidos
como el tamaño de las fluctuaciones en el campo de inflación. “En
algunos modelos inflacionarios, se pueden formar una gran cantidad de
PBHs; en otros se forman muy pocos”, dice Ricotti. “No es obvio si se
formaron en un número suficiente como para ser interesantes”.
Ventana al pasado
Es posible que cantidades inusualmente grandes de ionización en el
universo joven – posiblemente debido a los rayos-X emitidos por los
PBHs – pudiesen detectarse por el satélite europeo Planck, planificado
para su lanzamiento a mediados de 2008, dice el miembro del equipo
WMAP, Rachel Bean, de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York,
Estados Unidos. “Es concebible que tales efectos pudiesen medirse
mediante Planck”, dijo a New Scientist.
Si alguna vez aparecen pruebas convincentes de los agujeros negros
primordiales, esto daría a los científicos una ventana extremadamente
importante al universo en los primeros momentos del universo.
“Demostrar que existen incluso muy pocos agujeros negros primordiales
nos enseñaría mucho sobre el inicio del universo”, dice Ricotti. “No
sabemos mucho sobre esa época”.
La masa de los agujeros negros revelaría la época en la que se
formaron, dado que los distintos escenarios de formación tuvieron lugar
en distintas épocas y dan distintas masas. Si se formaron al final de
la inflación, entonces su existencia revelaría información importante
sobre la oscura física de este periodo de rápida expansión.
“Se podrían descartar los modelos de inflación que no producen estos
agujeros negros”, dice el físico James Chisholm de la Universidad del
Sureste de Utah. “Posiblemente alguien ganaría un premio Nobel”.
Articulo Original en space.newscientist.com