De las fluctuaciones primordiales a los agujeros negros del universo temprano
DOI:
https://doi.org/10.31644/IMASD.45.2026.a05Palabras clave:
cosmología; inflación; perturbaciones primordiales; universo temprano; agujeros negrosResumen
El universo actual presenta una gran variedad de estructuras, desde galaxias y cúmulos hasta objetos extremadamente compactos como los agujeros negros. Sin embargo, a gran escala el cosmos es notablemente uniforme. En este artículo se explica, de manera conceptual y accesible, cómo pequeñas fluctuaciones generadas en el universo temprano pueden dar origen a estructuras cósmicas, incluyendo los llamados agujeros negros primordiales. Se describe el marco general de la cosmología estándar, la expansión del universo y el papel del horizonte cosmológico en la evolución de las perturbaciones de densidad. Posteriormente, se introduce la inflación cósmica como el mecanismo responsable de amplificar fluctuaciones cuánticas microscópicas y convertirlas en perturbaciones macroscópicas que actúan como semillas de la estructura cósmica. Finalmente, se analiza el proceso mediante el cual algunas perturbaciones particularmente intensas pueden colapsar gravitacionalmente tras reingresar al horizonte cosmológico, formando agujeros negros primordiales. Estos objetos constituyen una posible ventana hacia la física del universo temprano y podrían estar relacionados con fenómenos actuales como las ondas gravitacionales o incluso con la naturaleza de la materia oscura. El trabajo se presenta desde la Cosmología del Big Bang, inflación y colapso gravitacional, se describe el papel del horizonte cosmológico, el reingreso de perturbaciones y la existencia de un umbral de colapso y no se discuten simulaciones numéricas ni formalismo matemático avanzado.
Descargas
Citas
Aghanim, N., Akrami, Y., Ashdown, M., Aumont, J., Baccigalupi, C., Ballardini, M., Banday, A. J., Barreiro, R. B., Bartolo, N., Basak, S., Battye, R., Benabed, K., Bernard, J. P., Bersanelli, M., Bielewicz, P., Bock, J. J., Bond, J. R., Borrill, J., Bouchet, F. R., … Zonca, A. (2018). Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Astronomy and Astrophysics, 641, 1–67. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201833910
Alpher, R. A., Bethe, H., & Gamow, G. (1948). The Origin of Chemical Elements. Physical Review, 73(7), 803–804. https://doi.org/10.1103/PHYSREV.73.803
Bertone, G., Hooper, D., & Silk, J. (2005). Particle dark matter: Evidence, candidates and constraints. Physics Reports, 405(5–6), 279–390. https://doi.org/10.1016/j.physrep.2004.08.031
Bianchini, S. (2017). Buchi neri primordiali dalle bolle di vuoto. Università di Bologna.
Carr, B. J. (1975). The primordial black hole mass spectrum. Astrophysical Journal, 201, 1–19. https://doi.org/10.1086/153853
Carr, B. J., & Hawking, S. W. (1974). Black holes in the early Universe. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 168(2), 399–416. https://doi.org/10.1093/MNRAS/168.2.399
Carr, B., & Kuhnel, F. (2020). Primordial black holes as dark matter: Recent developments. Annual Review of Nuclear and Particle Science, 70, 355–394. https://doi.org/10.1146/ANNUREV-NUCL-050520-125911/CITE/REFWORKS
Carr, B., & Kuhnel, F. (2022). Primordial black holes as dark matter candidates. SciPost Physics Lecture Notes, 48, 56. https://doi.org/10.21468/SCIPOSTPHYSLECTNOTES.48
Carr, B., & Kühnel, F. (2026). Primordial black holes. Encyclopedia of Astrophysics, 254–265. https://doi.org/10.1016/B978-0-443-21439-4.00143-7
Dodelson, S. (2003). Modern Cosmology. In Modern Cosmology. Elsevier Inc. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-219141-1.X5019-0
Einstein, A. (1915). Die Feldgleichungen der Gravitation. Sitzungsberichte Der Königlich Preußischen Akademie Der Wissenschaften, 844–847. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1915SPAW.......844E/abstract
Eroshenko, Y., & Stasenko, V. (2023). Gravitational Waves from the Merger of Two Primordial Black Hole Clusters. Symmetry, 15(3), 637. https://doi.org/10.3390/sym15030637
Escrivà, A., Kuhnel, F., & Tada, Y. (2022). Primordial Black Holes. ArXiv, 261–377. https://doi.org/10.1016/B978-0-32-395636-9.00012-8
Guth, A. H. (1981). Inflationary universe: A possible solution to the horizon and flatness problems. Physical Review D, 23(2), 347. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.23.347
Hogg, D. W. (1999). Distance measures in cosmology. ArXiv E-Prints, 1–16. https://arxiv.org/pdf/astro-ph/9905116
Hubble, E. (1929). A Relation between Distance and Radial Velocity among Extra-Galactic Nebulae. PNAS, 15(3), 168–173. https://doi.org/10.1073/PNAS.15.3.168
Liddle, A. R., & Lyth, D. H. (2000). Cosmological Inflation and Large-Scale Structure. Cambridge University Press, 414. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2000cils.book.....L/abstract
Linde, A. D. (1982). A new inflationary universe scenario: A possible solution of the horizon, flatness, homogeneity, isotropy and primordial monopole problems. Physics Letters B, 108(6), 389–393. https://doi.org/10.1016/0370-2693(82)91219-9
Mirabel, I. F. (2016). The Formation of Stellar Black Holes. ArXiv, 1–32. https://doi.org/10.48550/ARXIV.1609.08411
Misner, C. W., Thorne Kip S, & Wheeler John A. (1973). Gravitation. W. H. Freeman and Company. https://physicsgg.me/wp-content/uploads/2023/05/misner_thorne_wheeler_gravitation_freema.pdf
Mukhanov, V. (2005). Physical Foundations of Cosmology. Cambridge University Press.
Musco, I., Miller, J. C., & Rezzolla, L. (2005). Computations of primordial black-hole formation. Classical and Quantum Gravity, 22(7), 1405. https://doi.org/10.1088/0264-9381/22/7/013
Peebles, P. J. E. (1980a). The large-scale structure of the universe. In lssu. Princeton University Press. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1980lssu.book.....P/abstract
Peebles, P. J. E. (1980b). The large-scale structure of the universe. Princeton University Press, 440. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1980lssu.book.....P/abstract
Penzias, A. A., & Wilson, R. W. (1965). A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc/s. Astrophysical Journal, 142, 419–421. https://doi.org/10.1086/148307
Ryden, B. (2017). Introduction to Cosmology. In Cambridge University Press (2nd ed.). Cambridge University Press.
Vázquez, J. A., Padilla, L. E., & Matos, T. (2021). Inflationary Cosmology: From Theory to Observations. Revista Mexicana de Fisica E, 17(1), 73–91. https://doi.org/10.31349/RevMexFisE.17.73
Weinberg, S. (2008). Cosmology. Oxford University Press.
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Universidad Autónoma de Chiapas
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
