Los agujeros negros precipitan en forma de materia oscura

Porcentaje de materia en el universo. La materia ordinaria constituye poco más del cuatro por ciento del contenido de nuestro universo. La mayoría (alrededor del 72 por ciento) parece estar compuesta de energía oscura.

Para estimar el número de agujeros negros primordiales sólo quedan cálculos teóricos. Como han descubierto los expertos, el alcance podría ser muy amplio: limitaciones impuestas por la radiación cósmica de fondo, que exige que el universo sea homogéneo 300.000 años después del Big Bang. Permitió fuertes fluctuaciones de densidad pocos momentos después del Big Bang. -Y con ello una gran cantidad de agujeros negros primordiales.

Aproximación muy fuerte

Para estos cálculos se utilizaron modelos del campo de la teoría cuántica de campos. Este es un sistema físico que nos permite describir el comportamiento de la materia en el sistema subatómico. Esto es exactamente lo que se necesitaba para describir el universo en una época en la que los quarks, gluones y otras partículas elementales estaban comprimidos en un espacio muy pequeño. La teoría cuántica de campos ha sido muy bien probada, pero tiene una seria debilidad: los cálculos son tan complejos que es casi imposible calcular el resultado con precisión. Siempre hay que confiar en métodos de aproximación, que además resultan ser muy intensivos desde el punto de vista computacional.

Hasta ahora, los investigadores han utilizado una estimación muy aproximada para estimar el número de agujeros negros primordiales: era como si estuviéramos calculando la función seno sin(s) a través de una línea recta s Una aproximación (en un área pequeña alrededor de cero esto puede ser suficiente, pero una vez que te alejas de cero, esta aproximación es claramente incorrecta). Christian y Yokoyama se dieron cuenta de que esta simplificación podría ser demasiado poderosa Ya temido en trabajos anteriores. Ahora pueden demostrar que sus sospechas estaban justificadas.

Serie Taylor | La forma más sencilla de abordar una función compleja es el método de Taylor, que se basa en la teoría de la perturbación utilizada en física. Esto permite aproximar funciones como el seno (negro). Cuantos más términos se tengan en cuenta (rojo: uno, naranja: dos, amarillo: tres, etc.), mejor representará el enfoque la solución completa.

Utilizando una aproximación ligeramente mejor, los dos físicos pudieron demostrar que el posible número de agujeros negros primordiales está disminuyendo drásticamente. Christian y Yokoyama incluyeron términos adicionales en la aproximación original: Es como si uno fuera pecado(s) durante s + s3/3 (que en realidad da resultados ligeramente mejores). Con su modelo más preciso, Christian y Yokoyama pudieron comprobar que las grandes fluctuaciones de densidad, que serían necesarias para un gran número de agujeros negros primordiales, no guardan proporción con la radiación cósmica de fondo que observamos hoy. Así, los dos físicos concluyeron que el número de agujeros negros primordiales es mucho menor de lo que se suponía anteriormente.

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