El Big Bang no fue el comienzo del universo, según un nuevo estudio

Hasta ahora la mayoría de los científicos señalaban que nuestro universo nación unos 13.800 millones de años, concentrado en un ínfimo punto que albergaba toda la materia. Este explotó (el Big Bang) y al expandirse comenzó a enfriarse. Esta expansión, conocida como inflación cósmica, facilitó las reacciones que crearon las primeras estrellas, galaxias, y todo aquello que hoy vemos en el Universo. Pero esa es la visión general. Un nuevo estudio propone una alternativa desafiante: el Big Bang no fue el comienzo.

Los responsables del estudio, publicado en Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, proponen una teoría más exótica, conocida como cosmología de rebote de materia no singular, que postula que el universo primero experimentó una fase de contracción. Esta fase terminó con un rebote debido a la creciente densidad de materia, lo que llevó al Big Bang y la expansión acelerada que observamos hoy.

La teoría sugiere que el universo puede “rebotar” entre fases de contracción y expansión. Si esa teoría es cierta, podría tener profundas implicaciones sobre la naturaleza del cosmos, incluidos dos de sus componentes más misteriosos: los agujeros negros y la materia oscura.

Así, según los autores, la materia oscura podría estar compuesta por agujeros negros formados durante una transición desde la última contracción del universo a la fase de expansión actual, que ocurrió antes del Big Bang. Si esta hipótesis se cumple, las ondas gravitacionales generadas durante el proceso de formación de los agujeros negros podrían ser detectables por futuros observatorios de ondas gravitacionales, lo que proporcionaría una forma de confirmar este escenario de generación de materia oscura.

Las observaciones de los movimientos estelares en las galaxias y el fondo cósmico de microondas (un resplandor del Big Bang) indican que aproximadamente el 80% de toda la materia del universo es materia oscura, una sustancia que no refleja, absorbe ni emite luz. A pesar de su abundancia, los científicos aún no han identificado de qué está hecha la materia oscura.

Para ser lo más preciso posible, los responsables del estudio, liderados por Emmanuel N. Saridakis, simularon un escenario en el que la materia oscura consiste en agujeros negros primordiales formados a partir de fluctuaciones de densidad que ocurrieron durante la última fase de contracción del universo, poco antes del período de expansión que observamos ahora.

Los resultados de la simulación mostraron que el universo se contrajo a un tamaño 50 veces más pequeño que el actual, luego se produjo el rebote y entonces nacieron los fotones y otras partículas, lo que marcó el Big Bang. Cerca del rebote, la densidad de materia era tan alta que se formaron pequeños agujeros negros y, a partir de ellos, la materia oscura.

“Se pueden producir pequeños agujeros negros primordiales durante las primeras etapas del universo, y si no son demasiado pequeños, su desintegración debido a la radiación de Hawking (un fenómeno hipotético de agujeros negros que emiten partículas debido a efectos cuánticos) no será lo suficientemente eficiente como para deshacerse de ellos, por lo que todavía estarían presentes ahora - explicó en una entrevista Patrick Peter, director de investigación del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) de Francia, quien no participó en el estudio -. Al pesar más o menos la masa de un asteroide, podrían contribuir a la materia oscura, o incluso resolver este problema por completo”.

Los cálculos de los científicos muestran que las propiedades de este modo del universo, como la curvatura del espacio y el fondo de microondas, coinciden con las observaciones actuales, lo que respalda su hipótesis. El próximo paso es utilizar observatorios de ondas gravitacionales para confirmar si los agujeros negros primordiales son en realidad materia oscura; sin embargo, podría pasar más de una década antes de que cualquiera de las dos instalaciones vea su primera luz.

"Este trabajo es importante en el sentido de que proporciona una forma natural de formar agujeros negros pequeños, pero aún presentes que forman materia oscura en un marco que no es el habitual basado en la inflación - concluye Peter -. Otros trabajos investigan actualmente el comportamiento de estos pequeños agujeros negros alrededor de las estrellas, lo que potencialmente conducirá a una forma de detectarlos en el futuro".