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Mini agujeros negros procedentes de un pre-Big Bang

La Gravity Research Foundation otorga premios anuales cada año a diferentes artículos cortos que exploran ideas especulativas sobre la gravitación. En la edición pasada, uno de ellos explora brevemente un caso curioso: todavía podrían subsistir pequeños agujeros negros, vestigios de un tiempo anterior al Big Bang

Bernard Carr estaba trabajando en su tesis con Stephen Hawking cuando se descubrió la evaporación de los agujeros negros en 1974. En ese momento, se trataba de un astrofísico famoso por la secuencia lógica de reflexiones que había comenzado en 1971. Se referían a la posibilidad de que pequeños agujeros negros, más pequeños que los agujeros negros estelares de hoy, se formaron en una etapa muy primitiva, densa y caliente del universo antes del tiempo de Planck. En efecto, es el primero en darse cuenta de que las fluctuaciones de densidad después de ese tiempo podrían dar lugar a tales agujeros negros.

Bernard Carr, desde entonces, se ha convertido en uno de los expertos del mundo en estos mini agujeros negros. Naturalmente, su trabajo se centra en la cosmología y también se ha interesado desde hace algún tiempo en el concepto de multiverso. De hecho, ha sido el editor de un libro sobre el tema, titulado Universe or Multiverse?

Con un colega, Alan Coley, acaban de exponer, en un artículo publicado en Arxiv, algunas reflexiones sobre la posibilidad de que algunos de estos mini agujeros negros pudieran existir en nuestro universo observable siendo vestigios de una fase preliminar al Big Bang. Estas reflexiones por lo tanto, aptas bajo el supuesto de un universo cuya evolución ha experimentado una fase de recuperación después de una contracción. En términos más generales, este marco habla de cosmologías cíclicas. Antes del Big Bang podría haberse llevado a cabo una fase de contracción del universo observable que hubiera conducido a un Big Crunch. Tal fin en el universo actual no se descarta si la energía oscura no es una verdadera constante cosmológica.

Bernard Carr, padre de la teoría de los mini agujeros negros

Una fase de extensión existe en varias teorías relativistas de la gravitación, ya sea en una aproximación clásica o en una aproximación cuántica. Conocemos los modelos por los que el universo llegó a una fase de alta densidad y entró en una nueva fase de expansión, sin pasar por una fase de la gravedad cuántica. No obstante, existen de forma natural en la cosmología cuántica descritas como LQG (Loop Quantum Gravity, gravedad cuántica de bucles), un rebote, que es acompañada por una fase de inflación. Esta fase de inflación, existe en muchos modelos cosmológicos, es un parámetro crítico para permitir que algunos mini agujeros negros hubieran sobrevivido a las fluctuaciones durante una fase terminal densa que habría precedido al Big Bang.

Mini agujeros negros. La trampa de la inflación

De hecho, la inflación debería normalmente diluir las partículas y otras estructuras en el universo, como los monopolos magnéticos, que solo en los mini agujeros negros formados después de la inflación deberían poder ser observables hoy día. Por lo tanto, no podríamos observara mini agujeros negros procedentes de una fase de preinflación y tampoco previos al Big Bang. La existencia de la inflación parece muy probable debido a las observaciones del WMap. De hecho, esta teoría, aún no no probada, es parte de la cosmología estándar.

Sin embargo, hay teorías cosmológicas que no implican la inflación, tales como la cosmología cíclica consistente (CCC) que se ha propuestp recientemente, lo que sugiere la existencia de trazas observadas en el CMB.

En cualquier caso, los mini agujeros negros que se hubieran formado en una fase de Big Crunch tendrían tendencia a fusionarse. Teniendo en cuenta este fenómeno, los dos investigadores han realizado algunas estimaciones de la distribución en masa de los mini agujeros negros que podrían existir actualmente. Según ellos, esto podrían conducirnos a pruebas observables. Pero en la actualidad sólo se trata de una reflexión muy preliminar, estimulador a seguir investigando, sobre la oportunidad de explorar la existencia de un periodo anterior al Big Bang en el que existían mini agujeros negros.

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