El cosmos guarda secretos que desafían nuestra comprensión del tiempo y el espacio. Una nueva investigación de la Universidad de Portsmouth sugiere la existencia de fósiles cósmicos. Estos objetos son agujeros negros antiguos que, según los científicos, habitan el universo desde una época anterior al Big Bang.

Durante casi un siglo, la cosmología rastreó la historia universal hasta un solo momento dramático . Este evento es el Big Bang, una explosión de calor y densidad extrema que ocurrió hace 13.800 millones de años.

Sin embargo, este modelo estándar aún deja preguntas sin respuesta sobre el origen de la materia oscura y la inflación inicial “Nuestra investigación explora una posibilidad que conecta varios de estos acertijos: el Universo puede no haber comenzado con una explosión singular, sino que surgió de un rebote cósmico”, explicó Enrique Gaztañaga, autor principal del estudio publicado en la revista Physical Review D.

De acuerdo con un comunicado de la institución, esta idea propone que el cosmos atravesó una fase de contracción previa antes de su expansión actual. Bajo este modelo de "rebote", el universo alcanza una densidad muy alta pero finita en lugar de una singularidad infinita.

La presencia de estos restos antiguos resuelve uno de los mayores misterios de la física: la materia oscura | Foto: NASA/ESA/M. Mutchler (STScI).

En este proceso, ciertos objetos logran la transición entre ambas eras cósmicas. Los cálculos indican que los cuerpos compactos con un tamaño superior a los 90 metros superan este evento y reaparecen como fósiles cósmicos.

¿Podría el universo haber surgido de un rebote cósmico?

La presencia de estos restos antiguos resuelve uno de los mayores misterios de la física: la materia oscura. Esta sustancia invisible constituye la mayor parte de la masa del universo, pero su naturaleza es desconocida.

Si estos agujeros negros reliquia abundan en el espacio, ellos forman una fracción significativa de esa materia misteriosa que moldea las galaxias. El impacto de este hallazgo es profundo para la comprensión de las primeras estructuras galácticas

“Si ya existieran agujeros negros masivos inmediatamente después del rebote, el universo primitivo no necesitaría empezar desde cero para construir las primeras galaxias”, indicó Gaztañaga.

Esto explica por qué el Telescopio James Webb observa objetos masivos tan pronto tras el inicio de la expansión. La física cuántica permite este fenómeno de rebote natural.

La primera detección directa de materia oscura se realizó en 2007 mediante observaciones del cúmulo de balas de galaxias con el telescopio de rayos X Chandra | Foto: X-ray NASA/CXC/Universidad de Colorado/J. Comerford et al.; Óptica: NASA/STScI.

A densidades extremas, los efectos cuánticos generan una presión poderosa que detiene el colapso de la materia. Esta fuerza evita la destrucción total y provoca el rebote hacia la fase de expansión que vemos hoy.

Los fósiles cósmicos no solo incluyen agujeros negros, sino también ondas gravitacionales y fluctuaciones de densidad. Estos elementos conservan rastros del universo previo al Big Bang. Su detección confirmará si vivimos en un sistema cíclico de contracción y expansión.

La comunidad científica busca ahora evidencias directas en el fondo cósmico de microondas. Los patrones sutiles en esta radiación antigua pueden ocultar las huellas de la era anterior. Este descubrimiento cambiaría para siempre los libros de texto sobre el origen de todo lo que existe.

Como conclusión a su trabajo, Gaztañaga añade: “Mucho trabajo queda para probar estas ideas. Pero si el Universo experimentó un rebote, las estructuras oscuras que dan forma a las galaxias hoy podrían ser restos de una época cósmica que precedió al Big Bang".