El universo está lleno de invisible materia oscura. Así como una gota de agua al evaporarse deja un cristalito de sal, un agujero negro puede evaporarse y dejar tras de sí un diminuto residuo estable. Esta idea fue desarrollada por Stephen Hawking y Jacob Bekenstein.
Un nuevo estudio comprobó si esos restos de agujeros primordiales, nacidos justo después del Big Bang, podrían haberse convertido en materia oscura. Resulta que si hubiera habido demasiados agujeros ligeros, sus «granitos de sal» se habrían sobreproducido, saturando el cosmos. Pero los agujeros con masas de unos mil kilogramos (como un coche pequeño) se evaporan justo en nuestra época, calentando el Universo de paso, y sus restos coinciden exactamente con la materia oscura actual.
Mientras estos agujeros se evaporaban, amplificaban fluctuaciones aleatorias de densidad, generando un potente fondo de ondas gravitacionales, ondulaciones en el espacio-tiempo. Detectores terrestres y espaciales, en cuyo desarrollo participó Kip Thorne, pueden captar este eco. Si la señal se confirma, entenderemos que la materia oscura es un puñado de «sal» de antiguos agujeros negros.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2605.28953
The possibility that Dark Matter (DM) is partially or totally constituted by stable Planckian remnants of light Primordial Black Holes (PBHs), suggested for instance by Loop Quantum Gravity (LQG), is investigated. Distinct phenomenological regimes are identified, including scenarios that trigger an early matter-dominated epoch. New constraints are derived on the initial PBH and final remnant abundances. We show that a significant initial abundance of PBHs lighter than $$10^3$$ kg would overproduce Planckian relics, implying that any observational evidence for such PBHs would challenge models with quasi-stable remnants. Conversely, the products of Hawking radiation from PBHs with masses between $$10^3$$ and $$10^{12}$$ kg impose that Planckian relics could only be a highly subdominant DM component. We identify a PBH mass around $$10^3$$ kg for which Hawking evaporation naturally reheats the Universe while the remnants entirely constitute the present-day DM. Such a scenario does not require fine-tuning the initial abundance of PBH of this mass, which could range from $$10^{-10}$$ to order one. These early-Universe cosmologies yield distinct observational signatures: scalar-induced gravitational waves sourced by primordial or Poisson fluctuations that are amplified by the early PBH-dominated era. Current and future observations of LIGO/Virgo/KAGRA, the Einstein Telescope and LISA, as well as probes of the effective number of relativistic degrees of freedom, can be used to probe and constrain the initial PBH abundance and the present-day abundance of Planckian relics.
Los agujeros negros primordiales pueden pesar tanto como una montaña y ser más pequeños que un átomo.