Los ocho científicos del Departamento de Física y Astronomía Henry A. Rowland de Johns Hopkins ya habían comenzado a hacer cálculos cuando se anunció el descubrimiento por el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser LIGO en febrero. Sus resultados, publicados recientemente en Cartas de revisión física , se despliega como una hipótesis que sugiere una solución para un misterio permanente en astrofísica.
"Consideramos la posibilidad de que el binario del agujero negro detectado por LIGO pueda ser una firma de materia oscura", escribieron los científicos en su resumen, refiriéndose al par de agujeros negros como un "binario". Lo que sigue son cinco páginas anotadasecuaciones matemáticas que muestran cómo los investigadores consideraron la masa de los dos objetos que LIGO detectó como un punto de partida, lo que sugiere que estos objetos podrían ser parte de la misteriosa sustancia que se sabe que representa alrededor del 85 por ciento de la masa del universo.
Una cuestión de especulación científica desde la década de 1930, la materia oscura se ha estudiado recientemente con mayor precisión; ha surgido más evidencia desde la década de 1970, aunque siempre de manera indirecta. Si bien la materia oscura en sí misma aún no se puede detectar, sus efectos gravitacionales pueden serlo. Por ejemplo, se cree que la influencia de la materia oscura cercana explica inconsistencias en la rotación de la materia visible en las galaxias.
El equipo de Johns Hopkins, dirigido por el compañero posdoctoral Simeon Bird, fue golpeado por la masa de los agujeros negros detectados por LIGO, un observatorio que consta de dos sistemas de detección expansivos en forma de L anclados al suelo. Uno está en Louisiana y elotro en el estado de Washington.
Las masas de los agujeros negros se miden en términos de múltiplos de nuestro sol. Los objetos en colisión que generaron la onda de gravedad detectada por LIGO, un proyecto conjunto del Instituto de Tecnología de California y el Instituto de Tecnología de Massachusetts fueron 36 y 29 solaresmasas. Esas son demasiado grandes para ajustarse a las predicciones del tamaño de la mayoría de los agujeros negros estelares, las estructuras ultradensas que se forman cuando las estrellas colapsan. Pero también son demasiado pequeñas para ajustarse a las predicciones del tamaño de los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias..
Sin embargo, los dos objetos detectados por LIGO se ajustan al rango de masa esperado de los agujeros negros "primordiales".
Se cree que los agujeros negros primordiales no se formaron a partir de las estrellas sino del colapso de grandes extensiones de gas durante el nacimiento del universo. Si bien su existencia no se ha establecido con certeza, en el pasado se sugirió que los agujeros negros primordiales eranposible solución al misterio de la materia oscura. Sin embargo, debido a que hay tan poca evidencia de ellos, la hipótesis de "la materia oscura es agujeros negros primordiales" no ha ganado muchos seguidores entre los científicos.
Los hallazgos de LIGO, sin embargo, elevan la perspectiva nuevamente, especialmente porque los objetos detectados en ese experimento se ajustan a la masa predicha para la materia oscura. Las predicciones hechas por científicos en el pasado sostuvieron que las condiciones en el nacimiento del universo habrían producido muchosde estos agujeros negros primordiales distribuidos aproximadamente de manera uniforme en el universo, agrupados en halos alrededor de las galaxias. Todo esto los haría buenos candidatos para la materia oscura.
El equipo de Johns Hopkins calculó con qué frecuencia estos agujeros negros primordiales formarían pares binarios, y eventualmente colisionarían. Teniendo en cuenta el tamaño y la forma alargada que se cree que caracteriza las órbitas binarias de agujeros negros primordiales, el equipo obtuvo una tasa de colisión que se ajusta alos hallazgos de LIGO.
"No estamos proponiendo que esta sea la materia oscura", dijo uno de los autores, Marc Kamionkowski, el profesor William R. Kenan Jr. en el Departamento de Física y Astronomía. "No vamos a apostar la casa.Es un argumento de plausibilidad ".
Se necesitarían más observaciones de LIGO y otras pruebas para respaldar la hipótesis, incluidas detecciones adicionales como la anunciada en febrero. Eso podría sugerir una mayor abundancia de objetos de esa masa de firma.
"Si tiene muchos eventos de 30 masas, eso requiere una explicación", dijo la coautora Ely D. Kovetz, becaria postdoctoral en física y astronomía en Johns Hopkins. "Que el descubrimiento de ondas gravitacionales podría estar conectadoa la materia oscura "está creando mucha emoción entre los astrofísicos, dijo.
"Tiene mucho potencial", dijo Kamionkowski.
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Materiales proporcionado por Universidad Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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