En el universo naciente, un aumento sustancial en la densidad de radiación a escalas del horizonte cósmico pudo haber causado que algunas pequeñas regiones del espacio se comportaran como un universo cerrado y sellaran su destino convirtiéndose en agujeros negros.
Las variaciones típicas que hoy vemos en el fondo cósmico de microondas corresponden a una amplitud inicial unas 100.000 veces menor que la requerida para crear agujeros negros. Sin embargo, tales variaciones solo pueden observarse a grandes escalas espaciales. Es posible que, a escalas muy pequeñas, se generasen aumentos de densidad mucho mayores debido a procesos físicos exóticos a altas energías. Y aunque, con los datos cosmológicos disponibles, esta no sea más que una posibilidad, hay una razón añadida para considerarla: la existencia de materia oscura.
La mayor parte de la materia presente en el universo es oscura. Y a pesar de que las hipotéticas partículas elementales que podrían explicarla se han buscado durante años tanto en el cielo como en experimentos de laboratorio, hasta ahora nadie las ha encontrado. Pero los agujeros negros primordiales podrían, al menos en principio, dar cuenta de la materia oscura. Varias restricciones astrofísicas descartan que esta pueda estar constituida de agujeros negros de masa muy baja o muy alta. Sin embargo, existe una ventana para agujeros negros con masas comprendidas entre una milmillonésima y una milésima parte de la masa de la Luna; esto es, una masa similar a la de un asteroide con un tamaño típico de entre uno y cien kilómetros.
Hace 66 millones de años, un asteroide de ese tipo chocó contra la Tierra y acabó con los dinosaurios y con tres cuartas partes de las formas de vida; un sobrio recordatorio de que incluso el cielo es una fuente de peligros. Es posible que en el futuro podamos protegernos de tales asteroides detectando la luz solar que refleja su superficie a medida que se acercan a la Tierra. En 2005, el Congreso de los Estados Unidos encargó a la NASA que encontrara el 90 por ciento de los objetos peligrosos de más de 140 metros de diámetro, unas cien veces más pequeños que el asteroide de Chicxulub que exterminó a los dinosaurios.
Ese encargo derivó en la construcción de telescopios como Pan STARRS y el futuro Observatorio Vera C. Rubin, los cuales podrán cumplir con dos tercios de dicho objetivo. Estos sondeos son posibles porque el Sol actúa como una farola que ilumina las inmediaciones, y una alerta temprana nos permitiría desviar un asteroide peligroso que se acercase la Tierra. Sin embargo, un agujero negro primordial no reflejaría la luz solar, por lo que no podríamos identificarlo de esta manera antes de que chocase. Es cierto que brillaría débilmente gracias a la radiación de Hawking, pero, si su masa supera la millonésima parte de la masa de la Luna, su luminosidad será inferior a la de una minibombilla de 0,1 vatios. ¿Es esta invisibilidad un motivo de preocupación?
Si la materia oscura está hecha de agujeros negros primordiales, podemos preguntarnos si estos suponen una amenaza. El impacto de uno de ellos contra una persona representaría la colisión de una reliquia invisible del primer femtosegundo del universo contra un ser inteligente, una cumbre de la química compleja creada 13.800 millones de años después. Y aunque algo así constituiría un encuentro realmente extraordinario entre el universo primitivo y el tardío, no desearíamos que nos pasara a nosotros. Permítanme explicar por qué.
Para ilustrarlo, me centraré en el extremo superior de la ventana de masas permitidas; es decir, en el caso en que la materia oscura estuviera formada por agujeros negros primordiales con una masa unas mil veces menor que la de la Luna (los agujeros negros más ligeros podrían ser más comunes, pero su efecto sería también menor). Tales agujeros negros tendrían un radio del tamaño de unos mil átomos.
Ingenuamente podríamos pensar que, si un objeto tan diminuto atravesara nuestro cuerpo, solo sufriríamos una lesión menor, confinada a un rastro cilíndrico de anchura microscópica. Tal sería el caso de una partícula energética, como un rayo cósmico, que nos traspasara a modo de proyectil. Sin embargo, esta suposición pasa por alto el hecho de que la gravedad es una interacción de largo alcance.
Si un agujero negro con esa masa nos atravesara, su atracción gravitatoria encogería todo nuestro cuerpo en varios centímetros. El tirón sería violento: apenas duraría unos 10 microsegundos para un agujero negro que avanzase a unos 100 kilómetros por segundo, una velocidad típica en el halo de materia oscura de la Vía Láctea. El dolor sería similar al que nos provocaría una aspiradora diminuta que, con un tremendo poder de succión, atravesara velozmente nuestro cuerpo y encogiera nuestros músculos, huesos, vasos sanguíneos y órganos internos. Semejante deformación corporal provocaría graves daños y causaría la muerte inmediata. ¿Qué probabilidad tenemos de sufrir un evento letal de este tipo a lo largo de la vida?
Por suerte, un cálculo de servilleta basta para aliviar todas nuestras preocupaciones. Si la materia oscura está formada por agujeros negros primordiales de dicha masa, la probabilidad de que uno de ellos nos atraviese en algún momento de la vida es minúscula, del orden de uno entre 1026. Eso se traduce en una probabilidad de 10–16 de que le ocurra uno de los casi 8000 millones de habitantes que hoy pueblan la Tierra. La probabilidad que se produzca una muerte de este tipo ascendería hasta 10–9 si la población humana actual se mantuviera constante durante otros 1000 millones de años, tras los cuales se espera que el Sol se hinche y haga hervir los océanos de la Tierra. Y si damos por buena una estadística similar para las estrellas de otras galaxias, entonces solo un billón de individuos en todo el universo observable morirán por el impacto de un agujero negro primordial. Es extremadamente seguro suponer que no seremos uno de ellos. El número total de muertes podría ser mayor en el multiverso si este contiene más volúmenes con condiciones similares, o incluso si existen clases más peligrosas de materia oscura.
En cualquier caso, es posible que algunos objetos exóticos e invisibles en las afueras del sistema solar, como el hipotético Planeta Nueve, sean agujeros negros primordiales. En un artículo reciente escrito junto con mi estudiante Amir Siraj, mostramos que el Observatorio Vera C. Rubin podría detectar agujeros negros primordiales en todo el sistema solar a partir de la deflagración producida cuando uno de ellos chocara contra las rocas de la nube de Oort.
De modo que otras catástrofes, como el impacto de un asteroide, representan un peligro mucho mayor para la vida en la Tierra, como bien aprendieron los dinosaurios. Las cifras que hemos dado aquí nos dicen que no debemos perder el sueño ni contratar un seguro de vida por la amenaza que pudieran suponer los agujeros negros primordiales del halo de la Vía Láctea. En estos tiempos de pandemia y cambio climático, es un mensaje positivo de la madre naturaleza que deberíamos aceptar con gusto.
Abraham Loeb
