Diminutos agujeros negros como materia oscura exprés

Original: "Asteroid-mass Primordial Black Holes as Dark Matter from Supersymmetry"
· Andrea Boccia, Marco Chianese
arXiv:2604.26005 · 2026-04-28 · CC BY 4.0 · 1 min
Partículas pesadas hipotéticas en el universo temprano ayudaron a que se formaran agujeros negros de masa de asteroide.

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Después del Big Bang, el universo se asemejaba a un globo fuertemente inflado: la presión impedía que la materia se comprimiera en grumos. Pero las hipotéticas partículas superpesadas — una especie de «pesos pesados» del micromundo — volvían el globo menos elástico por un instante. La materia se aglutinaba fácilmente y nacían agujeros negros con masas de entre mil millones y mil millones de millones de toneladas. Del tamaño de un núcleo atómico, no emiten luz, pero su gravedad colectiva gobierna el movimiento de estrellas y galaxias. Los cálculos muestran: si estos agujeros constituyen toda la materia oscura, todo encaja con las observaciones. Y el modelo estándar produce demasiado pocos agujeros y ya fue descartado. Un giro inesperado: estas mismas migajas podrían haber sido las semillas de los agujeros negros supermasivos en los centros galácticos.

Resumen original

tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2604.26005

We study the formation of asteroid-mass Primordial Black Holes (PBHs) as a dark matter candidate in supersymmetric extensions of the Standard Model. We show that the presence of heavy particles predicted in the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) can lead to a transient softening of the equation of state of the Universe during their non-relativistic transition, enhancing PBH formation. We compute the effective equation of state for different realizations of the MSSM mass spectrum, parametrized by three characteristic mass scales. Assuming a broad and approximately scale-invariant primordial curvature power spectrum, we evaluate the resulting PBH mass functions and compare them with current observational constraints. We find that, for supersymmetric masses above $$\sim 10^5\,\mathrm{GeV}$$, the PBH mass function is significantly enhanced in the asteroid-mass window, allowing PBHs to account for the total dark matter abundance without violating existing bounds. In contrast, within the Standard Model the same configurations lead to PBH mass functions that are observationally excluded. For lighter supersymmetric mass spectra, PBH production is shifted toward masses above $$\sim 10^{22}\,\mathrm{g}$$, which are strongly constrained by microlensing searches, thereby reducing their allowed contribution to the dark matter density.

Un agujero negro de masa de asteroide es microscópico: si atravesara la Tierra, dejaría solo un túnel fino y provocaría leves temblores. La probabilidad de tal evento es extremadamente baja.

Científicos
Stephen HawkingJacob BekensteinVera RubinFritz ZwickyKarl SchwarzschildSubrahmanyan Chandrasekhar
Conceptos
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