Extraños agujeros negros y materia oscura conspiraron para crear el universo tal como lo vemos

El inicio momentos en el universo fueron turbulentos y llenos de materia caliente y densa. Las fluctuaciones en el universo primitivo podrían haber sido lo suficientemente grandes como para que bolsas de materia de masa estelar colapsaran bajo su propio peso para crear agujeros negros primordiales.

Aunque nunca hemos detectado estos pequeños agujeros negros, pueden haber jugado un papel vital en evolución cósmica, posiblemente creciendo hasta convertirse en los agujeros negros supermasivos que vemos hoy. Un nuevo estudio muestra cómo podría funcionar, pero también considera que el proceso es complicado.

Un modelo popular para los agujeros negros primordiales es que eran semillas de galaxias y estrellas. Incluso un pequeño agujero negro atraería materia allí, formando una nebulosa galáctica, y el gas más denso alrededor del agujero negro desencadenaría la formación de las primeras estrellas. Esto explicaría por qué las galaxias se formaron temprano en el universo y también por qué la mayoría de las galaxias contienen un agujero negro supermasivo.

Algunos argumentan que las semillas de los agujeros negros primordiales juegan un papel esencial en la formación de las primeras galaxias. Sin agujeros negros para desencadenar el proceso, las galaxias no se habrían formado antes. Para responder a esta pregunta, el equipo creó una simulación en una supercomputadora masiva conocida como Stampede2. A partir de sus simulaciones, el equipo descubrió que los agujeros negros primordiales pueden fomentar la formación de galaxias y la producción de estrellas, pero también pueden obstaculizarlas.

Los pequeños agujeros negros formados justo después del nacimiento del universo podrían haber sembrado agujeros negros supermasivos como el de M87. Documento/Getty Images Noticias/Getty Images

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Los agujeros negros primordiales podrían haber atraído materia hacia él para desencadenar la formación de estrellas, pero la materia consumida por un agujero negro también calienta el gas cercano, lo que provoca su repulsión. Por lo tanto, los agujeros negros primordiales resultan ser un toma y daca.

Atrae gravitacionalmente la materia hacia las nubes galácticas, pero también calienta la región central y dificulta la producción de estrellas. Por lo tanto, los agujeros negros primordiales no juegan un papel concluyente. Los efectos de la siembra y el calentamiento casi se anulan entre sí. Los cambios más pequeños en las condiciones iniciales pueden determinar si un agujero negro primordial ayuda o dificulta la formación temprana de galaxias.

Por supuesto, las cosas pueden cambiar significativamente con la introducción de la materia oscura. La materia oscura es atraída gravitacionalmente hacia un agujero negro, pero no calienta los materiales cercanos como lo hace la materia ordinaria.

Los agujeros negros primordiales y la materia oscura podrían haber trabajado juntos de una manera que supera cualquier calentamiento de los agujeros negros primordiales. Si es así, la interacción de la materia oscura y los agujeros negros primordiales podría haber creado ondas gravitacionales. Estas ondas son demasiado débiles para que las detectemos en la actualidad, pero los futuros telescopios de ondas gravitacionales podrían detectarlas.

Estas simulaciones detalladas muestran cuán sutil y complejo puede ser el papel de los agujeros negros primordiales. A medida que el equipo avanza hacia la creación de simulaciones aún más detalladas, esperan ver cómo la materia oscura, los agujeros negros primordiales y la producción de estrellas podrían conducir a la formación de agujeros negros supermasivos. Con el tiempo, podrán decirnos cómo objetos tan grandes tienen comienzos tan pequeños.

Este artículo fue publicado originalmente en Universo hoy por Brian Koberlein. léelo articulo original aqui.

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