Un equipo internacional de físicos liderado por el profesor Enrique Gaztañaga del Instituto de Cosmología y Gravitación de la Universidad de Portsmouth, ha puesto en duda la idea de que el Universo comenzó con el Big Bang. En un artículo publicado en Physical Review D, los investigadores plantean un modelo alternativo para el origen del cosmos, explicando que su formación podría ser el resultado de un colapso gravitacional que generó un agujero negro masivo, seguido de un «rebote» en su interior. Según esta teoría, nuestro Universo habría surgido desde el interior de un agujero negro creado en un universo anterior más grande.

Este nuevo modelo, denominado Black Hole Universe (Universo de Agujero Negro), ofrece una perspectiva radicalmente distinta sobre los orígenes cósmicos, fundamentada en principios físicos ya conocidos y en observaciones concretas. A diferencia de la teoría del Big Bang, que postula un inicio a partir de una singularidad de densidad infinita, este enfoque apunta a que el Universo no nació de la nada sino que forma parte de un ciclo cósmico moldeado por la gravedad, la mecánica cuántica y su intrincada interconexión.

El modelo cosmológico estándar, basado en el Big Bang y la inflación cósmica, explica la estructura y evolución del Universo pero deja sin resolver preguntas fundamentales. El modelo del Big Bang comienza con un punto de densidad infinita donde las leyes de la física colapsan, explicó el profesor Gaztañaga. Esto representa un problema teórico profundo que indica que el origen del Universo aún no se comprende del todo.

Frente a esta limitación el equipo decidió abordar el enigma desde otro ángulo. En lugar de partir de un Universo en expansión y preguntarnos cómo comenzó, nos planteamos qué ocurre cuando una sobredensidad de materia colapsa bajo su propia gravedad, señaló Gaztañaga.

universo big bang agujero negro anterior
La expansión del universo desde el Big Bang. Crédito: Dominio público / Wikimedia Commons

El misterio de los agujeros negros y el «rebote cuántico»

Lo que sucede dentro de un agujero negro sigue siendo uno de los mayores misterios de la física. En 1965 Roger Penrose demostró que bajo condiciones muy generales un colapso gravitacional conduce inevitablemente a una singularidad. Este resultado, ampliado posteriormente por Stephen Hawking y otros, reforzó la idea de que singularidades como la del Big Bang son inevitables. Pero estas teorías se basan en la física clásica; si se introducen efectos cuánticos —inevitables en condiciones de densidad extrema—, el panorama cambia por completo.

Demostramos que el colapso gravitacional no tiene que terminar en una singularidad, afirmó Gaztañaga. Descubrimos que una nube de materia en colapso puede alcanzar un estado de alta densidad y luego rebotar, expandiéndose nuevamente hacia una fase de expansión. Este fenómeno, conocido como rebote cuántico, ocurre dentro del marco de la relatividad general combinada con principios básicos de mecánica cuántica.

Lo más sorprendente, según los investigadores, es que lo que emerge después del rebote es un Universo muy similar al nuestro. El rebote produce de forma natural una fase de expansión acelerada, impulsada no por un campo hipotético, como la energía oscura, sino por la física del propio rebote, explicó Gaztañaga.

Predicciones comprobables y un Universo ligeramente curvado

Una de las mayores fortalezas de este modelo Black Hole Universe es que ofrece predicciones que pueden ser verificadas experimentalmente. Entre ellas el equipo descubrió que el Universo podría tener una ligera curvatura similar a la superficie de la Tierra, un hallazgo que contrasta con la visión tradicional de un cosmos plano, predominante en la teoría del Big Bang.

Además de resolver problemas técnicos de la cosmología estándar, este modelo abre nuevas perspectivas sobre nuestro lugar en el cosmos y podría explicar otros misterios como el origen de los agujeros negros supermasivos, la naturaleza de la materia oscura o la formación de galaxias.

Para poner a prueba estas predicciones, el profesor Gaztañaga y su equipo confían en la misión espacial ARRAKIHS de la Agencia Espacial Europea (ESA), en la que Gaztañaga actúa como coordinador científico. Diseñada para detectar estructuras de brillo superficial ultradébil en las regiones externas de las galaxias —zonas donde se conserva el registro fósil de su formación—, ARRAKIHS podría proporcionar datos cruciales sobre las condiciones iniciales del Universo, especialmente si difieren de las predichas por el modelo del Big Bang.

El satélite ARRAKIHS está equipado con cuatro telescopios de gran angular que observan simultáneamente la misma región del cielo: dos operan en el infrarrojo cercano, uno en el espectro óptico y otro en el ultravioleta cercano. Este sistema revolucionario, propuesto y definido por el Instituto de Cosmología y Gravitación de Portsmouth, permitirá detectar señales de formación estelar y acreción de agujeros negros con una precisión imposible de alcanzar desde observatorios terrestres.

FUENTES

University of Portsmouth

Enrique Gaztañaga, K. Sravan Kumar et al., Gravitational bounce from the quantum exclusion principle. Physical Review D, 111, 103537 – Published 29 May, 2025. DOI:doi.org/10.1103/PhysRevD.111.103537

  • Compártelo en:
  • facebook-logo
  • x-logo
  • whatsapp-logo
  • bluesky-logo

Descubre más desde La Brújula Verde

Suscríbete y recibe las últimas entradas en tu correo electrónico.

Something went wrong. Please refresh the page and/or try again.

Sigue LBV Magazine en Google News