En 2023 el detector de neutrinos KM3NeT detectó una señal imposiblemente potente, de decenas de miles de veces más cargada de energía que cualquier cosa que produzcan los mejores aceleradores de partículas que haya producido el ser humano. Desde entonces los científicos han intentado identificar el origen, y ofrecen algunas explicaciones que son muy creativas e incluso, alocadas.
Una nueva teoría podría llevarse el premio a la ganadora de todas las locuras. Ahora unos científicos argumentan que simplemente se trató de una señal que vino de un antiguo agujero negro formado por cuerdas cósmicas ocultas en una quinta dimensión. En realidad, no es tan simple pero según un trabajo reciente publicado en Physical Review D las reglas de lea gravedad cuántica “inevitablemente” llevan a agujeros negros primordiales en quinta dimensión, agujeros negros super densos e hipotéticos, de los inicios del cosmos. Para ser claros, el estudio se centró en la posibilidad de que hubiera agujeros negros primordiales a partir de este marco basado en las cuerdas.
De todos modos, si se valida esta interpretación, explicaría muy bien lo que todavía no se entiende respecto de la señal de 2023. Por ejemplo, este neutrino que es una partícula neutra diminuta, no estaba acompañado por otros fotones y el equipo explica que esa es la razón por la cual los detectores tan capaces como el KM3NeT no lo detectaron. Dieter Lüst es físico del Instituto de Física Max Planck de Alemania, y forma parte del equipo.
Un lanzador cósmico
Los neutrinos a veces se describen como “fantasmales” porque rara vez interactúan con otra materia y eso hace que sea difícil detectarlos y estudiarlos a pesar de que son tan abundantes. Aunque no se han definido muchas cosas sobre el neutrino, incluyendo cosas tan simples como su masa, los astrofísicos han hallado que son increíblemente útiles para estudiar los fenómenos cósmicos. Los niveles de energía de un neutrino dan indicios a los científicos de la identidad y características de lo que sea que los impulsó hacia la Tierra.
Sin embargo, no siempre es fácil identificar al lanzador cósmico, para definirlo de alguna manera. Ese es el caso de la señal que detectó el KM3NeT en 2023. La diminuta partícula impactó con la Tierra a un nivel de energía unas 30.000 veces mayor a cualquier cosa que sea capaz de producir el Gran Colisionador de Hadrones del CERN. Desde entonces los científicos han intentado hallar los orígenes de la señal. Hubo explicaciones más comunes, como la de los blázares en tanto que otros han sido más teóricos argumentando sobre la explosión de agujeros negros primordiales de donde salen electrones oscuros.
La dimensión oscura
A menos que seas un teórico de las cuerdas el trabajo más reciente cae en esta última categoría. El físico de Harvard Cumrun Vafa le había explicado a Gizmodo que la dimensión “oscura” es una hipotética dimensión extra en la teoría de las cuerdas. Según el trabajo sólo la gravedad gobierna esta quinta dimensión, que puede ser tan diminuta como la milésima parte de un milímetro y surge como consecuencia de la expansión del universo.
La idea es que los agujeros negros primordiales vienen del colapso de cuerdas cósmicas en esta hipotética diensión, en oposición a la interpretación más popular de que se formaron mediante la rápida inflación que se produjo en el amanecer del cosmos. Tal como lo admite el equipo en su trabajo, desviarse de este relato podría parecer exótico pero el estudio de la gravedad cuántica siempre se enfrenta a lo que significa “natural” en las teorías gravitacionales. Como mínimo, los análisis anteriores sugieren que el mecanismo de inflación está “en tensión”, con expectativas de la gravedad cuántica, según indican los autores.
Medidas extremas
Vale la pena considerar situaciones alternativas como la dimensión oscura, que según los investigadores “explica naturalmente la ausencia de un fotón de alta energía que acompañara” la señal de neutrino de 2023. En los inicios del cosmos las cuerdas, que aquí se ven como delgadas grietas en el espacio-tiempo, se habrían unido en “bucles” que colapsan y forman agujeros negros relativamente pequeños.
Según los cálculos del equipo la tasa de evaporación de estos objetos sería “comparable” a la antigüedad del universo. Como resultado estos antiguos agujeros negros podrían haber estado enviando neutrinos a la sección observable del universo, añaden los investigadores.
No hay veredicto todavía
Los expertos han expresado objeciones al nuevo trabajo, ante Scientific American, debido a su naturaleza tan teórica. Pero los físicos que también habían atribuido la señal de 2023 a agujeros negros primordiales no se mostraron contrarios. Por ejemplo, Andrea Thamm de la Universidad de Massachusetts dijo que brindaba “muy buenas explicaciones para varias cosas de las que sí tenemos evidencia”, en tanto que David Kaiser del MIT señaló que “se ve bellamente consistente”.
Kaiser añadió que “eso no significa que estén en lo correcto, sino que utiliza elementos disponibles y más típicos, entretejidos en muchas de las cosas que comprendemos de la física de los agujeros negros”.
Los científicos no han demostrado más allá de toda duda razonable que la señal haya venido de algún origen astrofísico más fácil de explicar. Al menos no hasta ahora, por lo que en este momento se barajan muchas posibilidades. Y sabemos que al universo le encantan las sorpresas.
