AGUJEROS NEGROS: Misterios indescifrables en el corazón de la galaxia

A primera vista, buscar respuestas en los agujeros negros puede sonar tan absurdo como intentar encender una vela de cumpleaños bajo la lluvia: estos monstruos cósmicos absorben materia, no la expulsan. Sin embargo, esa suposición podría ser demasiado simplista. Según los investigadores que trabajan en la denominada hipótesis de los agujeros negros acoplados cosmológicamente (CCBH, por sus siglas en inglés), todo lo que cae en un agujero negro se transforma en energía oscura. Esta energía actúa como una especie de presión que, en lugar de atraer, empuja el espacio alrededor del agujero negro. Resulta que solo uno de ellos genera un efecto tan minúsculo que medirlo sería tan fácil como buscar una aguja en un pajar galáctico. Pero si sumamos el efecto de los miles de millones de agujeros negros repartidos por todo el universo, ese empuje acumulado podría estar impulsando la propia expansión cósmica. “Ya no está en el límite”, afirma Kevin Croker, investigador asistente en la Universidad Estatal de Arizona y uno de los coautores de la hipótesis. “Es muy controvertida, pero ya no es marginal”. La hipótesis fue presentada hace unos cinco años por Croker y Duncan Farrah, de la Universidad de Hawái. En el centro del debate está la pregunta de qué sucede realmente dentro de un agujero negro. Los modelos clásicos sitúan en su núcleo una singularidad astrofísica, un punto de densidad infinita que la mayoría de los físicos considera, básicamente, como un signo de interrogación gigante en la pizarra de la física. Como sentencia Gregory Tarlé, profesor emérito de física en la Universidad de Míchigan y coautor de la investigación: “Nadie cree en la singularidad” asevero. En su lugar, Tarlé y sus colegas sugieren que la materia en colapso se convierte en energía oscura antes de que se forme la singularidad. Curiosamente, esa transformación no disminuye la atracción gravitatoria del agujero negro; al fin y al cabo, la gravedad depende de la densidad de energía, no de la masa como tal. El primer respaldo observacional llegó en el 2023, cuando Croker, Tarlé y sus colaboradores demostraron que los agujeros negros supermasivos de todo el universo parecían crecer más rápido de lo previsto, manteniendo el ritmo de la expansión cósmica de un modo que los modelos estándar no logran explicar. Por su parte, el instrumento de espectroscopía de energía oscura (DESI, en el telescopio Mayall, en el Observatorio Nacional de Kitt Peak, Arizona) aportó la segunda pieza del puzle. DESI cartografía millones de galaxias y analiza cómo han cambiado las distancias entre ellas a lo largo de miles de millones de años. Los datos sugieren que la energía oscura no es constante, sino que se debilita con el tiempo. Este patrón sigue la historia de la formación estelar, que alcanzó su pico hace unos 10 mil millones de años y desde entonces ha ido declinando. Dado que las estrellas generan agujeros negros, el modelo CCBH predice que la producción de energía oscura debería seguir esa misma curva. La tercera pista involucra a los neutrinos, esas partículas subatómicas tan ligeras y escurridizas que los físicos las apodan “partículas fantasma”. Según las mediciones de DESI sobre el “presupuesto cósmico” de materia, casi no queda margen para la masa de los neutrinos. Bajo las premisas estándar, los cálculos obligarían a que la masa de los neutrinos sea cero o incluso negativa, lo cual es imposible desde el punto de vista físico. Aquí es donde el modelo CCBH resuelve la aparente contradicción. A medida que los agujeros negros convierten materia en energía oscura, el presupuesto total de materia se reduce. De este modo, se libera espacio justo suficiente para que los neutrinos tengan una masa positiva, coherente con las mediciones realizadas en experimentos terrestres. Este resultado fue publicado en la revista Physical Review Letters en agosto del 2025, con 50 autores pertenecientes a la colaboración de DESI. Ante todo, cabe precisar que no existe todavía una solución matemática exacta que describa cómo es un agujero negro acoplado cosmológicamente; de hecho, la hipótesis funciona mejor a escala universal que al examinar agujeros negros individuales. Como reconoce Croker: “Los datos de otros experimentos que estudian agujeros negros individuales no son tan convincentes. Por eso la hipótesis es interesante: muchos observadores diferentes pueden ponerla a prueba y perfeccionarla en tiempo real”. La hipótesis, además, depende únicamente de la relatividad general y no introduce nuevas leyes físicas, lo que sus defensores consideran una ventaja frente a otras explicaciones rivales que exigen fenómenos hipotéticos aún por descubrir. DESI sigue recopilando datos y hay en marcha varios mapeos galácticos a gran escala. En palabras de Niayesh Afshordi, cosmólogo de la Universidad de Waterloo, esta investigación se parece cada vez más a una novela policíaca: “Hay un sospechoso evidente que se comporta de forma muy sospechosa, y hay un delito igualmente claro”, apunta. Tres pistas apuntan hacia los agujeros negros; los próximos datos ayudarán a distinguir la realidad de la ficción.