La forma en que crecen las galaxias puede explicarse si se supone que los agujeros negros supermasivos del centro de las galaxias contienen energía oscura. ¿Es ahí donde se ha escondido todo este tiempo esta misteriosa forma de energía?
Los agujeros negros supermasivos pueden ser la fuente de la energía oscura y, por tanto, de la expansión acelerada del universo. Así se desprende de las observaciones de galaxias antiguas que tienen agujeros negros en sus centros.
En realidad, el universo debería encogerse debido a la gravedad. Una fuerza misteriosa, que los físicos han bautizado como energía oscura, actúa en contra de esta contracción. Como resultado, el universo se expande cada vez más rápido. Los físicos no saben qué es esta energía oscura ni de dónde procede.
Ahora los investigadores sugieren que los agujeros negros son la fuente de la energía oscura. Aún no hay pruebas que confirmen esta idea.
Galaxias viejas y jóvenes
El astrofísico Chris Pearson, del Laboratorio Rutherford Appleton (Reino Unido), y sus colegas compararon dos grupos de galaxias. En ambos grupos, las galaxias tienen un agujero negro en su centro. El primer grupo está formado por galaxias jóvenes y el segundo por galaxias viejas que ya no crecen. Los investigadores calcularon que los agujeros negros de las galaxias aumentan de tamaño entre siete y veinte veces a lo largo de su vida.
Los agujeros negros crecen en parte porque engullen estrellas y en parte porque se fusionan con otros agujeros negros. Sin embargo, estas dos causas por sí solas no bastan para explicar su crecimiento extremo. Por ello, Pearson y su equipo propusieron que el crecimiento puede explicarse por estar relacionado con la expansión acelerada del universo.
“Si lo incluimos en nuestros modelos, podremos explicar las observaciones”, afirma Pearson. “Podemos modelar el crecimiento de la masa añadiendo, además de los procesos normales para el crecimiento de los agujeros negros, que contienen energía oscura, y vincular eso a la expansión del universo”. Los autores publicaron su trabajo en la revista The Astrophysical Journal.
La interpretación de Einstein
El modelo utilizado por los investigadores se basa en una interpretación alternativa de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein. Según esta, los agujeros negros contienen energía del vacío (también llamada energía oscura). Se trata de un tipo de energía que existe en todas partes del universo debido a las partículas que aparecen y desaparecen constantemente de la nada.
“Cuando hicimos las cuentas, descubrimos que estos agujeros negros pueden explicar todo el requisito de energía oscura necesario para mantener el universo en equilibrio”, afirma Pearson.
El corazón del agujero negro
Si los agujeros negros son realmente la fuente de la energía oscura y de la expansión del universo, esto también podría resolver otro enigma cósmico qué ocurre en el corazón de un agujero negro. Allí es donde supuestamente se esconden las llamadas singularidades, donde se rompen las leyes de la naturaleza.
Si los agujeros negros albergan energía oscura, no necesitarían contener una singularidad. Pero no hay formas fáciles de comprobarlo.
Observaciones
“La diferencia observada entre las galaxias viejas y las jóvenes avala su teoría”, afirma Pearson. Hasta ahora no eran más que teorías. “Ahora tenemos pruebas observacionales que apoyan la idea de agujeros negros con energía oscura”.
Los investigadores calcularon cuánta energía oscura producirían los agujeros negros a escala de todo el universo. Para ello extrapolaron su muestra de galaxias en crecimiento. Para ello, se basaron en estimaciones de la velocidad a la que se siguen formando estrellas en las galaxias. Concluyeron que la porción de energía oscura de los agujeros negros podría explicar toda la expansión acelerada del universo.
Pero si las estimaciones de la rapidez con que se forman las estrellas son erróneas, los investigadores están equivocados. Además, estimaron la tasa de crecimiento de los agujeros negros comparando galaxias muy lejanas y jóvenes con galaxias cercanas y viejas, pero es posible que los dos tipos no muestren uno a uno cómo crecen las galaxias.
Se requieren más pruebas
Realizar más observaciones de galaxias podría hacer más convincente la teoría, afirma Pearson. Los astrónomos también pueden observar la radiación cósmica de fondo: la radiación creada poco después del Big Bang. Si la idea es correcta, los agujeros negros afectarían a la radiación cósmica de fondo de un modo que debería ser claramente visible.
Las mediciones de la fusión de agujeros negros también podrían aportar más pruebas. De hecho, la velocidad a la que se produce esa fusión se vería afectada por la energía oscura de su núcleo.
El astrofísico Andy Taylor, de la Universidad de Edimburgo, califica la teoría de “explicación sólida y razonable de las observaciones”. Eso sí, señala que la interpretación de la teoría de la relatividad de Einstein utilizada por los investigadores no ha sido estudiada en profundidad. “Es una discusión divertida, pero hay que tener cuidado. No se basa en teorías establecidas, sino en modelos especulativos”.
“Es necesario realizar más observaciones antes de poder afirmar que los agujeros negros son realmente la fuente de la energía oscura”, concluye.