Los agujeros negros primordiales PBH (por sus siglas en inglés) son restos cósmicos que podrían haberse formado en el universo temprano, mucho antes de la aparición de las estrellas y galaxias. Arqueología cósmica, podría llamarse. Estas pequeñas y densas entidades teóricamente podrían explicar algunos de los misterios más persistentes de la cosmología moderna, como la naturaleza de la materia oscura. Sin embargo, hasta ahora, la detección directa de estos objetos ha resultado esquiva.
Un estudio reciente de De-Chang Dai y Dejan Stojkovic plantea una perspectiva fascinante: los agujeros negros primordiales podrían estar ocultos dentro de planetas, asteroides, e incluso en objetos cotidianos aquí en la Tierra. Este trabajo publicado en Physics of the Dark Universe explica cómo estos objetos hipotéticos podrían capturar o consumir parcialmente cuerpos planetarios, dejando estructuras huecas o túneles microscópicos que serían detectables con técnicas actuales y accesibles.
Agujeros negros primordiales: origen y características principales
Los agujeros negros primordiales son un tipo hipotético de PBH que se formaron debido a fluctuaciones densas en el universo temprano. A diferencia de los agujeros negros convencionales, que surgen del colapso de estrellas masivas, los agujeros negros primordiales podrían tener masas diminutas, desde unas pocas toneladas hasta equivalentes a montañas terrestres. Esto los hace muy diferentes en comportamiento y efectos gravitatorios. Estos objetos además se formaron a causa de la extrema densidad que sufrió el universo al inicio de su expansión.
El estudio sugiere que estos objetos podrían actuar como «devoradores silenciosos», atrapando materiales a su alrededor o consumiendo núcleos líquidos en planetas y asteroides. Si uno de estos agujeros negros se encontrara dentro de un cuerpo planetario, podría formar una estructura hueca si el material externo es lo suficientemente resistente.
Evidencia en la Tierra y el sistema solar
En la Tierra, la búsqueda de microtúneles en rocas antiguas, vidrio o incluso edificios podría ofrecer evidencia indirecta de la presencia de agujeros negros primordiales. El artículo explica que si uno atraviésales objeto sólido dejaría un túnel delgado, proporcional a su radio de Schwarzschild, que sería visible bajo un microscopio óptico. Esta característica distintiva permitiría diferenciarlo de impactos de micrometeoritos, que suelen dejar cráteres en lugar de túneles.
En el sistema solar, asteroides como Bennu y Ryugu, que tienen densidades inusualmente bajas, también podrían ser candidatos para contener el rastro de agujeros negros primordiales. Aunque la explicación más probable de su baja densidad es su estructura de «pila de escombros», estos objetos abren nuevas oportunidades para observar asteroides que podrían haber sido transformados por la interacción con un agujero negro primordial. La estructura de «pila de escombros» hace referencia a asteroides que no son bloques sólidos, sino conglomerados de rocas, polvo y escombros unidos débilmente por la gravedad. Este tipo de estructura explica por qué algunos asteroides tienen una densidad más baja de lo esperado, ya que contienen muchos espacios vacíos en su interior.
¿Cómo se forman los planetas y asteroides huecos?
El estudio plantea tres escenarios posibles para la formación de planetas y asteroides huecos debido a la interacción con un agujero negro primordial (PBH):
- A. El planeta puede formarse directamente alrededor de un pequeño PBH o capturarlo en su centro tras su formación inicial. Esto permite que el PBH quede encerrado en el núcleo del objeto celeste, comenzando su influencia.
- B. Una vez capturado, el PBH comienza a absorber lentamente el núcleo central, que generalmente tiene mayor densidad que la capa externa. Si esta capa externa posee una resistencia compresiva lo suficientemente alta, puede mantenerse estructuralmente estable, creando un objeto hueco.
- C. Si el núcleo líquido del objeto se solidifica antes de ser completamente absorbido por el PBH, quedará una cavidad vacía entre la capa exterior sólida y los restos del núcleo. Este proceso teórico podría explicar estructuras internas inusuales observadas en algunos asteroides.
Estos escenarios proporcionan un marco conceptual para investigar características peculiares en planetas y asteroides, como su posible composición hueca.
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