MACHOs, agujeros negros y materia oscura

Dibujo20160529 primordial black holes dark matter mass arxiv 1301 4984

Los MACHOs y los agujeros negros de masa estelar no pueden constituir toda la materia oscura del universo. Según los límites actuales podrían constituir una pequeña parte. Más aún, según las teorías de formación del universo la densidad de agujeros negros primordiales de masa estelar es ínfima. Algunos físicos, amparados por los últimos resultados de LIGO sobre fusión de agujeros negros, han puesto en candelero la contribución de los agujeros negros primordiales de masa estelar a la materia oscura. Pero parecen olvidar que dicha idea es antigua y ya fue descartada hace tiempo.

Los MACHOs (MAssive Compact Halo Objects) tampoco pueden constituir toda la materia oscura. Pueden contribuir una pequeña parte de la materia oscura en los halos galácticos, pero a escala cosmológica su efecto es pequeño. Los MACHOs y los agujeros negros (primordiales) interaccionan con la materia (bariónica) mucho más de lo que lo hace la materia oscura. Las simulaciones por ordenador de la formación de grandes estructuras a escala cosmológica no dejan lugar a dudas. Si MACHOs y agujeros negros primordiales dieran cuenta de toda la materia oscura, entonces nuestro universo a grandes escalas sería muy diferente a como sabemos que es.

Más detalles, por ejemplo, en Fabio Capela, Maxim Pshirkov, Peter Tinyakov, “Constraints on primordial black holes as dark matter candidates from capture by neutron stars,” Phys. Rev. D 87: 123524 (2013), doi: 10.1103/PhysRevD.87.123524, arXiv:1301.4984 [astro-ph.CO]; B.J. Carr, Kazunori Kohri, …, Jun’ichi Yokoyama, “New cosmological constraints on primordial black holes,” Phys. Rev. D 81: 104019 (2010), doi: 10.1103/PhysRevD.81.104019, arXiv:0912.5297 [astro-ph.CO].

Más información divulgativa en Ethan Siegel, “Black Holes As Dark Matter? Here’s Why The Idea Falls Apart,” Starts With A Bang, 26 May 2016.

Dibujo20160529 dark matter mass primordial black holes arxiv 0912 5297

Según la estimaciones teóricas (como la figura que abre esta entrada) los agujeros negros con ~30 masas solares (unos 6 × 1034 gramos) podría dar cuenta de sólo el 0,1% de toda la masa de la materia oscura del universo. Más aún, las estimaciones teóricas (como esta figura) indican que la formación de agujeros negros primordiales con ~30 masas solares está fuertemente suprimida; contribuye menos de una parte en cien mil millones a la densidad total de energía del universo, en concreto, β’(M)<10−11.

Por supuesto, se trata de estimaciones teóricas basadas en las leyes de la física conocida. Pero cuando se proponen los MACHOs o los agujeros negros primordiales como materia oscura se hace para que no sea necesaria nueva física más allá de la conocida (en concreto, nuevas partículas aún por descubrir). Por supuesto, la existencia de nuevas leyes de la física que cambien lo que sabemos sobre los MACHOs o a los agujeros negros primordiales podría alterar estas estimaciones. Pero pocos físicos se atreverán a afirmar que dichos cambios pueden hacer que lo ínfimo pase a ser dominante.


1 Comentario

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Perico el cruelPerico el cruel

Un apunte gramatical. En español no es necesario poner una “s” detrás de las siglas cuando se trata del plural, lo correcto es “Los MACHO” , “Los CD”, “Las URL” etc…, según la RAE. Aunque supongo que esto cambiará, pues la mayoría de hispanohablantes tenemos ya la tendencia a hacer el plural y decimos “cedés”, “uerreeles”..etc

En inglés es necesario pues el artículo “the” no tiene número; no en cambio en español.

Un saludo.

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