Un equipo internacional de físicos encabezado por el profesor Enrique Gaztañaga, del Instituto de Cosmología y Gravitación de la Universidad de Portsmouth, ha puesto en tela de juicio la arraigada idea (un poco ad hoc) de que el Universo tuvo su origen en un Big Bang. En un artículo publicado en Physical Review D, los investigadores proponen un modelo alternativo fascinante: la formación de nuestro cosmos 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 corazón de un agujero negro preexistente en un universo anterior de mayor escala.
Este innovador modelo, bautizado como Universo de Agujero Negro (Black Hole Universe), ofrece una perspectiva radicalmente distinta sobre nuestros orígenes cósmicos. Su fundamento reside en principios físicos ya establecidos y en observaciones concretas, diferenciándose de la teoría del Big Bang, que postula un comienzo a partir de una singularidad de densidad infinita. Este nuevo enfoque sugiere que el Universo no emergió de la nada, sino que forma parte de un ciclo cósmico continuo, moldeado por la intrincada interacción de la gravedad y la mecánica cuántica.
El modelo cosmológico estándar, basado en el Big Bang y la inflación cósmica, ha logrado explicar de manera notable la estructura y evolución del Universo que conocemos. Sin embargo, no ha podido resolver ciertas preguntas fundamentales. Como explica el profesor Gaztañaga, el modelo del Big Bang comienza con un punto de densidad infinita donde las leyes de la física colapsan, lo que representa un "problema teórico profundo" que indica que el origen del Universo aún no se comprende completamente.
Frente a esta limitación teórica, el equipo de investigación decidió abordar el enigma desde una perspectiva diferente. "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", explicó Gaztañaga, cambiando el punto de partida de la investigación y buscando una solución más coherente desde las leyes físicas.
El destino de lo que sucede dentro de un agujero negro ha sido siempre 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, posteriormente ampliado por Stephen Hawking y otros, reforzó la idea de que singularidades como la del Big Bang son inevitables. No obstante, estas teorías se basan en la física clásica; si se introducen efectos cuánticos —que son ineludibles en condiciones de densidad extrema—, el panorama conceptual cambia drásticamente.
"Demostramos que el colapso gravitacional no tiene que terminar en una singularidad", afirmó Gaztañaga. El equipo descubrió que una nube de materia en colapso puede alcanzar un estado de altísima 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 la mecánica cuántica, ofreciendo una solución elegante al problema de la singularidad.
Lo más sorprendente de esta investigación, según los científicos, es que lo que emerge después del rebote es un Universo asombrosamente similar al nuestro. El rebote, de manera natural, produce una fase de expansión acelerada. Esta expansión no es impulsada por un campo hipotético, como la energía oscura, sino por la física inherente al propio rebote, lo que elimina la necesidad de elementos adicionales y simplifica el modelo. Una de las mayores fortalezas del modelo del Universo de Agujero Negro es que ofrece predicciones que pueden ser verificadas experimentalmente. Entre ellas, el equipo descubrió que nuestro 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 audaz modelo abre nuevas perspectivas sobre nuestro lugar en el cosmos y podría explicar otros misterios cósmicos de gran envergadura. Entre ellos, se encuentran el origen de los agujeros negros supermasivos, la verdadera naturaleza de la materia oscura o la formación de las galaxias, proponiendo una teoría unificada que abarca fenómenos que el Big Bang no ha logrado descifrar por completo.
