Cómo la presión frena el nacimiento de los agujeros negros exprés
En los primeros instantes tras el Big Bang, el universo estaba lleno de un plasma caliente y casi homogéneo. Pero en algunos lugares la densidad podía ser casualmente un poco mayor. Si ese cúmulo alcanzaba una masa crítica, colapsaba en un agujero negro — así nacían los agujeros negros primordiales.
Durante mucho tiempo, los teóricos asumieron que la materia en esas condiciones se comportaba como radiación: la presión crecía estrictamente proporcional a la densidad. Pero, ¿y si bajo compresión extrema la materia empezara a "endurecerse" — su presión se dispara mucho más rápido? Los autores del trabajo probaron esta idea con un modelo sencillo: sustituyeron la radiación por un "gas reticular" — un sistema donde las partículas no pueden ocupar el mismo lugar. Cuando la densidad se acerca al límite, el sonido en ese medio se acelera y la materia se resiste desesperadamente a una mayor compresión.
Los investigadores realizaron una serie de simulaciones numéricas del colapso con simetría esférica en el marco de la relatividad general. Descubrieron que el umbral para la formación de un agujero negro aumentó en un 0.50±0.02% en comparación con el caso de radiación pura. Es poco, pero suficiente para desplazar las predicciones sobre cuántos agujeros negros primordiales podrían haber sobrevivido hasta nuestros días. Además, el exponente crítico de la masa siguió siendo el mismo — 0.357, dentro del margen de error. Esto significa que el mecanismo del colapso cerca del umbral no cambió, solo se necesitó un poco más de densidad inicial para desencadenarlo.
En la parte más densa de una estrella de neutrones, el sonido puede acelerarse hasta casi la velocidad de la luz — unos 200 000 km/s.
En la novela "La máquina diferencial" de Bruce Sterling, seres inteligentes manipulan materia ultradensa para construir ciudades en estrellas de neutrones.