Durante aproximadamente 50 años, la comunidad científica ha enfrentado un problema significativo: no hay suficiente materia visible en el universo. Toda la materia que podemos ver, como estrellas, planetas y polvo cósmico, no puede explicar por qué el universo se comporta como lo hace. Para que las observaciones de los investigadores tengan sentido, debe haber cinco veces más materia de la que podemos ver, según la NASA. Esta materia invisible es conocida como materia oscura.
En la década de 1970, los astrónomos estadounidenses Vera Rubin y W. Kent Ford confirmaron la existencia de la materia oscura al observar las estrellas en el borde de las galaxias espirales. Notaron que estas estrellas se movían demasiado rápido para ser mantenidas unidas por la materia visible de la galaxia y su gravedad. La única explicación era una gran cantidad de materia no visible, manteniendo unida a la galaxia.
Desde entonces, los científicos han intentado observar directamente la materia oscura y han construido grandes dispositivos para detectarla, pero hasta ahora sin éxito. Al principio de la búsqueda, el renombrado físico británico Stephen Hawking postuló que la materia oscura podría estar oculta en agujeros negros formados durante el Big Bang.
Recientemente, un estudio del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) ha traído de nuevo esta teoría a la luz, revelando de qué estaban hechos estos agujeros negros primordiales y descubriendo un nuevo tipo de agujero negro exótico en el proceso.
El estudio, publicado en la revista Physical Review Letters, sugiere que estos agujeros negros deben haber aparecido en el primer quintillonésimo de segundo del Big Bang, mucho antes de la formación de protones y neutrones. Estos agujeros negros primordiales serían fundamentalmente diferentes de los agujeros negros astrofísicos, que son el resultado del colapso de estrellas. Además, serían mucho más pequeños, con la masa de un asteroide condensada en el volumen de un solo átomo.
Durante la formación de los agujeros negros primordiales, también se habría formado otro tipo de agujero negro aún más pequeño, que habría adquirido una propiedad exótica llamada «carga de color», exclusiva de los quarks y gluones. Estos agujeros negros minúsculos ya no existirían hoy en día, ya que se habrían evaporado.
Si estos pequeños agujeros negros con carga de color hubieran existido hasta diez millonésimas de segundo después del Big Bang, podrían haber dejado firmas observables alterando el equilibrio entre protones y neutrones. Esta medición podría realizarse con telescopios terrestres o instrumentos sensibles en satélites en órbita.
Además, el proceso violento de formación de agujeros negros podría haber enviado ondas gravitacionales enormes en el espacio-tiempo circundante. La próxima generación de detectores gravitacionales podría captar un atisbo de estos pequeños agujeros negros, proporcionando evidencia adicional para esta teoría.
A pesar de los avances, los experimentos actuales como el LZ Dark Matter Experiment en Dakota del Sur continúan buscando partículas de materia oscura. La posibilidad de que los agujeros negros primordiales sean solo una fracción de la materia oscura sigue siendo válida.
