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Nadie puede encontrarlo”: ninguna de las materias oscuras del universo consiste en agujeros negros o cualquier objeto similar

Nadie puede encontrarlo”: ninguna de las materias oscuras del universo consiste en agujeros negros o cualquier objeto similar

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Nadie puede encontrarlo

“Nadie puede encontrarlo”: ninguna de las materias oscuras del universo consiste en agujeros negros o cualquier objeto similar

“Volvemos a las discusiones estándar. ¿Qué es la materia oscura? De hecho, nos estamos quedando sin buenas opciones “, dijo Uroš Seljak, profesor de física y astronomía de UC Berkeley y codirector de BCCP. “Este es un desafío para las generaciones futuras”.

¡LIGO espera destruido! Durante un breve y brillante momento después de la detección de ondas gravitacionales en 2015 por los agujeros negros en colisión, los astrónomos mantuvieron la esperanza de que la misteriosa materia oscura del universo podría consistir en una plenitud de agujeros negros salpicados en todo el universo.

Los físicos de la Universidad de California en Berkeley han anulado esas esperanzas: basándose en un análisis estadístico de 740 de las supernovas más brillantes descubiertas a partir de 2014, y el hecho de que ninguna de ellas parece magnificada o iluminada por “lentes gravitacionales” de agujero negro oculto. los investigadores concluyeron que los agujeros negros primordiales no pueden constituir más del 40 por ciento de la materia oscura en el universo. Los agujeros negros primordiales solo podrían haber sido creados dentro de los primeros milisegundos del Big Bang, ya que las regiones del universo con una masa concentrada decenas o cientos de veces la del Sol colapsaron en objetos de cien kilómetros de ancho.

Los resultados sugieren que ninguna de la materia oscura del universo consiste en agujeros negros pesados, o cualquier objeto similar, incluidos los objetos halo compactos masivos, los llamados MACHO.

La materia oscura es uno de los enigmas más embarazosos de la astronomía: a pesar de que comprende el 84.5 por ciento de la materia en el universo, nadie puede encontrarla. Los candidatos propuestos para la materia oscura abarcan casi 90 órdenes de magnitud en masa, desde partículas ultraligeras como axiones hasta MACHO.

Varios teóricos han propuesto escenarios en los que existen múltiples tipos de materia oscura. Pero si la materia oscura consta de varios componentes no relacionados, cada uno requeriría una explicación diferente para su origen, lo que hace que los modelos sean muy complejos.

“Me puedo imaginar que se trata de dos tipos de agujeros negros, muy pesados ​​y muy ligeros, o agujeros negros y nuevas partículas. Pero en ese caso, uno de los componentes es de mayor magnitud que el otro y debe producirse con una abundancia comparable. Pasaríamos de algo astrofísico a algo que es verdaderamente microscópico, tal vez incluso la cosa más liviana del universo, y eso sería muy difícil de explicar “, dijo el autor principal Miguel Zumalacárregui, investigador global Marie Curie en el Centro de Cosmología de Berkeley. Física.

Un reanálisis aún no publicado por el mismo equipo utilizando una lista actualizada de 1.048 supernovas reduce el límite a la mitad, hasta un máximo de aproximadamente 23 por ciento, lo que da un paso más en la propuesta de agujero negro de materia oscura.

Sus conclusiones se basan en el hecho de que una población no vista de agujeros negros primordiales, o cualquier objeto compacto masivo, doblaría gravitacionalmente y magnificaría la luz de objetos distantes en su camino a la Tierra. Por lo tanto, las lentes gravitacionales deberían afectar la luz de las supernovas distantes de Tipo Ia. Estas son las estrellas explosivas que los científicos han utilizado como fuentes estándar de brillo para medir distancias cósmicas y documentar la expansión del universo.

Zumalacárregui llevó a cabo un complejo análisis estadístico de datos sobre las supernovas de brillo y distancia catalogadas en dos compilaciones -580 en la Unión y 740 en los catálogos de análisis de curva de luz (JLA) conjuntos- y concluyó que ocho deberían ser más brillantes por unas décimas de por ciento de lo predicho basado en observaciones de cómo estas supernovas se iluminan y desaparecen con el tiempo. No se ha detectado tal brillo.

Otros investigadores han realizado análisis similares pero más simples que arrojaron resultados no concluyentes. Pero Zumalacárregui incorporó la probabilidad precisa de ver todos los aumentos, de pequeños a grandes, así como las incertidumbres en el brillo y la distancia de cada supernova. Incluso para los agujeros negros de baja masa -es decir, el 1 por ciento de la masa del Sol- debería haber algunas supernovas distantes altamente magnificadas, dijo, pero no hay ninguna.

“No se puede ver este efecto en una supernova, pero cuando se juntan y se hace un análisis bayesiano completo, se comienzan a poner restricciones muy fuertes sobre la materia oscura, porque cada supernova cuenta y se tienen tantas”, dijo Zumalacárregui. Cuantas más supernovas se incluyen en el análisis, y cuanto más lejos están, más estrictas son las restricciones. Los datos sobre 1,048 supernovas brillantes del catálogo de Pantheon proporcionaron un límite superior aún más bajo -23 por ciento- que el análisis recién publicado.

Una supernova (punto brillante en la parte inferior izquierda) y su galaxia anfitriona (centro superior) en la parte superior, como aparecerían si tuvieran lentes gravitacionales por un agujero negro intermedio (centro). El campo gravitacional del agujero negro distorsiona y magnifica la imagen y hace que tanto la galaxia como la supernova brillen más. Las supernovas magnificadas gravitacionalmente ocurrirían con bastante frecuencia si los agujeros negros fueran la forma dominante de la materia en el universo. La falta de tales hallazgos puede usarse para establecer límites en la masa y abundancia de agujeros negros. Crédito: imagen de Miguel Zumalacárregui, UC Berkeley

Seljak publicó un artículo que proponía este tipo de análisis a fines de la década de 1990, pero cuando el interés pasó de buscar objetos grandes, MACHO, a buscar partículas fundamentales, en particular partículas masivas de interacción débil, o WIMP, los planes de seguimiento quedaron en el camino . Para entonces, muchos experimentos habían excluido la mayoría de las masas y tipos de MACHO, dejando pocas esperanzas de descubrir tales objetos.

En ese momento, también, solo se había descubierto un pequeño número de supernovas de tipo Ia distantes y se habían medido sus distancias. Solo después de que las observaciones de LIGO volvieron a plantear el tema, Seljak y Zumalacárregui se embarcaron en el complicado análisis para determinar los límites de la materia oscura.

“Lo intrigante es que las masas de los agujeros negros en el evento LIGO estaban justo donde los agujeros negros aún no habían sido excluidos como materia oscura”, dijo Seljak. “Esa fue una coincidencia interesante que entusiasmó a todos. Pero fue una coincidencia “.

Edición mundooculto.es

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