Un equipo internacional de investigadores ha puesto una teoría especulada por el difunto Stephen Hawking a su prueba más rigurosa hasta la fecha, y sus resultados han descartado la posibilidad de que los agujeros negros primordiales más pequeños que una décima de milímetro constituyan la mayor parte de la materia oscuraLos detalles de su estudio se han publicado en el de esta semana Astronomía de la naturaleza .
Los científicos saben que el 85 por ciento de la materia en el Universo está compuesta de materia oscura. Su fuerza gravitacional impide que las estrellas en nuestra Vía Láctea se separen. Sin embargo, intenta detectar tales partículas de materia oscura utilizando experimentos subterráneos o experimentos con aceleradoresincluido el acelerador más grande del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones, han fallado hasta ahora.
Esto ha llevado a los científicos a considerar la teoría de Hawking de 1974 sobre la existencia de agujeros negros primordiales, nacidos poco después del Big Bang, y su especulación de que podrían constituir una gran fracción de la esquiva materia oscura que los científicos intentan descubrir hoy.
Un equipo internacional de investigadores, dirigido por el Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo, el investigador principal Masahiro Takada, el estudiante candidato a doctorado Hiroko Niikura, el profesor Naoki Yasuda, e incluidos investigadores de Japón, India y EE. UU., Han utilizado la gravitaciónefecto de lente para buscar agujeros negros primordiales entre la Tierra y la galaxia de Andrómeda. La lente gravitacional, un efecto sugerido por primera vez por Albert Einstein, se manifiesta como la flexión de los rayos de luz que provienen de un objeto distante como una estrella debido al efecto gravitacional de unObjeto masivo que interviene, como un agujero negro primordial. En casos extremos, la flexión de la luz hace que la estrella de fondo parezca mucho más brillante de lo que originalmente era.
Sin embargo, los efectos de lentes gravitacionales son eventos muy raros porque requiere una estrella en la galaxia de Andrómeda, un agujero negro primordial que actúa como lente gravitacional y un observador en la Tierra para estar exactamente en línea unos con otros. Por lo tanto, para maximizar las posibilidadesPara capturar un evento, los investigadores utilizaron la cámara digital Hyper Suprime-Cam en el telescopio Subaru en Hawai, que puede capturar la imagen completa de la galaxia de Andrómeda en una sola toma. Teniendo en cuenta la rapidez con la que se espera que los agujeros negros primordiales se muevan en el interestelarespacio, el equipo tomó varias imágenes para poder captar el parpadeo de una estrella a medida que se ilumina durante un período de unos minutos a horas debido a la lente gravitacional.
A partir de 190 imágenes consecutivas de la galaxia de Andrómeda tomadas durante siete horas durante una noche despejada, el equipo analizó los datos para detectar posibles eventos de lentes gravitacionales. Si la materia oscura consiste en agujeros negros primordiales de una masa determinada, en este caso masas más ligeras que laLuna, los investigadores esperaban encontrar alrededor de 1000 eventos. Pero después de cuidadosos análisis, solo pudieron identificar un caso. Los resultados del equipo mostraron que los agujeros negros primordiales no pueden aportar más del 0.1 por ciento de toda la masa de materia oscura. Por lo tanto, es poco probable queLa teoría es cierta.
Los investigadores ahora planean desarrollar aún más su análisis de la galaxia de Andrómeda. Una nueva teoría que investigarán es determinar si los agujeros negros binarios descubiertos por el detector de ondas gravitacionales LIGO son en realidad agujeros negros primordiales.
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Materiales proporcionado por Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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