Un equipo internacional de físicos sugiere que los agujeros negros, especialmente los supermasivos que cuentan con masas de millones a miles de millones de veces la del Sol, pueden convertirse en laboratorios cósmicos ideales para investigar la materia oscura. El planteamiento surge en un contexto de recortes a la financiación científica impulsados por la administración de Donald Trump y la creciente dificultad para justificar la construcción de nuevos colisionadores terrestres, cuya inversión puede ascender a 30 mil millones de dólares y requerir hasta 40 años para completarse.
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La materia oscura, que representa alrededor del 85% de la materia total del universo, continúa siendo un misterio, pues nunca ha sido detectada directamente en experimentos como los realizados por el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN. La materia visible, compuesta por átomos, representa apenas el 15% restante. Frente a la imposibilidad de observar de manera concluyente nuevas partículas mediante colisionadores tradicionales, los investigadores han examinado la posibilidad de aprovechar los entornos extremos que rodean a los agujeros negros.
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Los discos de acreción de estos objetos compactos contienen gas y material que gira a velocidades relativistas y puede colisionar a energías incluso superiores a las alcanzadas en las grandes instalaciones científicas. Las simulaciones realizadas por el equipo, encabezado por Joseph Silk, demuestran que las colisiones de partículas en los flujos de gas que caen hacia un agujero negro son considerablemente más violentas de lo que se estimaba previamente y alcanzan energías al menos equivalentes a las de los colisionadores de partículas actuales.
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Además, los jets de plasma generados por agujeros negros en rotación pueden propulsar partículas de alta energía que, por sus elevados niveles de energía y momento, podrían escapar hasta distancias interestelares y ser detectadas en la Tierra. Para este propósito, los autores recomiendan utilizar observatorios ya existentes como el IceCube Neutrino Observatory, situado en el Polo Sur, y el Kilometer Cube Neutrino Telescope.
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La investigación detalla que, pese a que los agujeros negros se encuentran a años luz, los productos de estas potentes colisiones podrían dejar señales observables con los detectores actuales. Según las simulaciones, no existe aún una estimación precisa del límite de las energías alcanzables, pero se considera que igualan o superan las logradas en los supercolisionadores. Los expertos subrayan que este enfoque permite investigar tanto materia oscura como fenómenos físicos extremos sin el coste ni la espera asociados a nuevos proyectos terrestres.
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Silk y sus colaboradores sostienen que emplear los agujeros negros como colisionadores naturales abre una vía práctica y menos onerosa para avanzar en la búsqueda de materia oscura y comprender mejor la física fundamental que rige el universo. El uso directo de condiciones extremas astronómicas podría complementar de manera significativa los experimentos realizados en grandes aceleradores terrestres, ampliando el alcance de la física de partículas más allá de las fronteras habituales de la experimentación humana.