Nacimiento de agujeros negros a partir de la ondulación cósmica ✦

Original: "Primordial Black Hole from Tensor-induced Density Fluctuation: First-order Phase Transitions and Domain Walls"

· Utkarsh Kumar, Anish Ghoshal

arXiv:2605.15197v1 · 2026-05-14 · CC BY · ⏱ 1 min · Cosmology General Relativity HEP Phenomenology HEP Theory

En el universo primigenio, agujeros negros diminutos pudieron originarse por ondulaciones gravitacionales, como remolinos que se forman con las olas.

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Justo después del Big Bang, el universo parecía un océano burbujeante. Al enfriarse, cambiaba de estado: como un líquido que se convierte en vapor, pero a escala cósmica. Burbujas gigantes de la nueva fase chocaban, sacudiendo el tejido del espacio-tiempo, generando ondas gravitacionales. Al superponerse, estas ondas comprimían la materia hasta que nacían agujeros negros, como remolinos causados por olas que se encuentran.

Estos agujeros resultan minúsculos: con la masa de una montaña pero el tamaño de un núcleo atómico. Según Stephen Hawking, se evaporan, pero muchos han sobrevivido hasta hoy. Según cálculos modernos, podrían constituir toda la materia oscura, cuya existencia sospechó Vera Rubin. La ironía es que puntos invisibles, cada uno más pequeño que un átomo, juntos pesan cinco veces más que toda la materia visible. Las ondas mismas no desaparecieron: debido a la expansión del universo, se corrieron al rojo transformándose en un zumbido grave. Los futuros detectores, inspirados por los trabajos de Rainer Weiss, están diseñados para captar este antiguo susurro.

🎯 Un agujero negro primordial de masa asteroidal es comparable en tamaño a un núcleo atómico, pero pesa como una montaña entera.

🎬 Los agujeros negros diminutos como portales a otros mundos son una imagen frecuente en Lovecraft, por ejemplo, en «La sombra fuera del tiempo».

M_{\rm PBH} \approx 10^{-6} M_{\rm eq} \left(\frac{T_{\rm eq}}{T_\star}\right)^2

Aquí M_eq ≈ 3×10¹⁷ M⊙ es la masa del horizonte en el momento de igualdad materia-radiación, T_eq ≈ 0.8 eV es la temperatura en esa época, T_⋆ es la temperatura de la transición de fase. La fórmula muestra cómo la masa del agujero disminuye al aumentar la temperatura de transición.

f_{\rm PBH} \propto T_\star

Las simulaciones numéricas confirman la proporcionalidad directa entre la abundancia de agujeros negros primordiales y la temperatura de la transición de fase, lo que simplifica la conexión con los parámetros observables y hace que las predicciones del modelo sean robustas.

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