Cicatrices dejadas en la Tierra por un miniagujero negro

¿Puede un miniagujero negro haber atravesado parte de la Tierra, dejando huellas reveladoras de su presencia en los sitios por los que pasó?

Los únicos procesos de formación de agujeros negros que parecen existir hoy en día en el universo son el de la muerte de una estrella de gran masa y el de un aumento suficiente de masa de un astro muy compacto, como por ejemplo una estrella de neutrones, por tragar mucha materia. Sin embargo, se cree que las condiciones exóticas reinantes en el universo poco después del Big Bang (la colosal “explosión” con la que nació) pudieron permitir, mucho antes de la formación de las primeras estrellas y planetas, la creación de cuantiosos miniagujeros negros, que tendrían el tamaño de un átomo y la masa de una montaña. En el universo actual, los miniagujeros negros primigenios que aún perdurasen no absorberían astros, sino solo partes del mismo.

Un nuevo estudio ha profundizado en qué señales dejarían tales agujeros negros en los astros con los que se topasen.

El estudio lo han llevado a cabo Dejan Stojkovic, de la Universidad en Buffalo (Universidad Estatal de Nueva York), y De-Chang Dai, de la Universidad Case Western Reserve en Cleveland, Ohio, en Estados Unidos ambas instituciones.

Si existen, esos miniagujeros con una masa tan pequeña han de ser muy difíciles de detectar, igual que resulta difícil detectar gravitacionalmente a un asteroide lejano.

Recreación artística de miniagujeros negros primigenios. En realidad, sería sumamente difícil que se formase un disco de acreción alrededor de alguno de tales agujeros, a diferencia de la situación mostrada en la ilustración. (Imagen: NASA)

Pero, según Dejan Stojkovic y De-Chang Dai, sí sería factible con tecnología actual detectar las huellas dejadas en astros por una interacción con un miniagujero negro.

Las huellas más grandes serían asteroides, y otros astros de masa modesta, con su interior anormalmente hueco. Las huellas más pequeñas serían túneles microscópicos, por ejemplo en materiales cotidianos de la Tierra como piedra, vidrio y metal.

El estudio postula que un miniagujero negro primordial atrapado dentro de un gran objeto rocoso en el cosmos consumiría su núcleo líquido y lo dejaría hueco. El agujero negro en el centro de ese astro podría escapar de él si este recibiera el impacto de un asteroide. Tras la partida del miniagujero, lo que quedaría del astro que lo albergó sería una cáscara hueca.

En el estudio se calculó el tamaño que podría tener un asteroide hueco sin derrumbarse sobre sí mismo. Comparando la resistencia de materiales naturales como el granito y el hierro con la tensión superficial y la densidad de la superficie, los investigadores calcularon que un objeto hueco de este tipo no podría tener más de una décima parte del diámetro de la Tierra. En caso de ser mayor, esa cáscara hueca se derrumbaría sobre sí misma.

Estos objetos huecos podrían detectarse con telescopios. La masa, y por tanto la densidad, pueden determinarse estudiando la órbita de un objeto. Si la densidad del objeto es demasiado baja para su tamaño, ello puede ser un buen indicio de que es hueco.

Alternativamente, un agujero negro primordial volando lo bastante rápido por el cosmos, no quedaría atrapado en el astro con el que colisionara. Pasaría a través de él como un cuchillo atravesando un flan. Eso haría que en materiales sólidos pudiese excavar túneles rectos lo suficientemente grandes como para ser visibles con un microscopio. Entre esos materiales, podría haber algunos aquí mismo, en la Tierra.

Esto significa que bastantes objetos cotidianos a nuestro alrededor podrían servir como detectores del paso de miniagujeros negros.

Un gran trozo de metal u otro material podría servir como eficaz detector de agujeros negros al ser vigilado para detectar la aparición repentina de estos túneles, aunque habría más probabilidades de encontrar túneles buscándolos en materiales muy antiguos, desde rocas con varios miles de millones de años de edad hasta edificios de varios siglos de antigüedad, donde podrían haberse conservado túneles de esa clase excavados en algún momento del pasado.

Si a usted le preocupa que un miniagujero negro primordial le atraviese, tranquilícese.

Para empezar, la probabilidad de que un miniagujero negro pase a través de usted en algún momento de su vida es ínfima. Pero incluso en el caso de que llegase a ocurrir, no sería mortífero. De hecho, lo más probable es que ni siquiera se diera usted cuenta de ello.

A diferencia de una roca, el tejido humano tiene poca tensión, por lo que un miniagujero negro no lo destrozaría. Y aunque la energía cinética de un miniagujero negro puede ser enorme, es incapaz de liberar gran parte de ella durante una colisión porque se mueve muy rápido. “Si un proyectil se mueve a través de un medio a una velocidad mayor que la del sonido, la estructura molecular del medio no tiene tiempo de responder”, explica Stojkovic. “Si arrojamos una piedra contra el cristal de una ventana, lo más probable es que haga añicos al cristal. En cambio, si disparamos una bala contra el cristal de la ventana mediante una pistola, es probable que la bala deje tan solo un orificio”.

Las probabilidades de encontrar huellas dejadas por miniagujeros negros son pequeñas, pero buscarlas no requeriría muchos recursos y la recompensa potencial, la primera prueba de un agujero negro primordial, sería inmensa, tal como argumenta Stojkovic.

El estudio se titula “Searching for small primordial black holes in planets, asteroids and here on Earth”. Y se ha publicado en la revista académica Physics of the Dark Universe. (Fuente: NCYT de Amazings)