Agujeros negros y materia oscura: qué dice la ciencia en 2026

Hay objetos en el universo que ni siquiera deberían existir según la física clásica. Y sin embargo, ahí están: agujeros negros que distorsionan el espacio-tiempo, materia que no emite luz pero mueve galaxias enteras. La relación entre agujeros negros y materia oscura es uno de los debates más activos de la astrofísica contemporánea, y en los últimos años se acumularon evidencias que cambiaron parte del panorama.

Este artículo reúne lo que la ciencia sabe con certeza, lo que todavía especula y lo que quedó descartado. Sin simplificaciones excesivas, con fuentes concretas.

Qué es un agujero negro: la definición que importa

Según la NASA, un agujero negro es "un objeto extremadamente denso en el espacio del cual no puede escapar ningún tipo de luz". Esa definición es correcta, pero incompleta. La descripción más precisa viene de la relatividad general de Einstein: es una región del espacio-tiempo donde la curvatura gravitatoria se vuelve tan intensa que forma una singularidad rodeada por un horizonte de sucesos.

El horizonte de sucesos es el punto de no retorno. Nada que lo cruce puede volver a salir, ni materia ni fotones. Lo que ocurre dentro, matemáticamente, está fuera del alcance de la física actual.

Tipos de agujeros negros según su masa

La NASA clasifica a estos objetos en tres categorías confirmadas, más una sospechada. La doctora Anna Lía Longinotti, investigadora del Instituto de Astronomía de la UNAM, los describió así en el ciclo Noticias del Cosmos del Colegio de México:

El agujero negro en el centro de la Vía Láctea, Sagitario A*, tiene una masa de entre 4 y 6 millones de veces la del Sol, según datos de la NASA y la UNAM. Para ser un agujero negro supermasivo, es relativamente modesto. El responsable del destello más brillante jamás registrado —detectado en 2018 por el Observatorio Palomar y publicado en Nature Astronomy en noviembre de 2024— pesa alrededor de 300 millones de masas solares y está a 10,000 millones de años luz de la Tierra.

La paradoja de Hawking: el problema sin resolver

En la década de 1970, Stephen Hawking propuso algo que rompió el consenso: los agujeros negros no son eternos. Pueden evaporarse lentamente emitiendo radiación térmica, hoy conocida como radiación de Hawking. El mecanismo implica la creación de pares de partículas virtuales cerca del horizonte de sucesos, donde una cae al interior y la otra escapa.

El problema es la llamada paradoja de la información. Si un agujero negro se evapora completamente, ¿qué pasa con toda la información sobre la materia que cayó en él? La mecánica cuántica dice que la información no puede destruirse. La relatividad general, en cambio, no ofrece una salida clara.

A 2026, la paradoja de Hawking sigue sin resolución definitiva. Hay propuestas serias —complementariedad de cuerdas, firewalls cuánticos, geometría ER=EPR— pero ninguna con confirmación experimental. Es uno de los problemas abiertos más importantes de la física teórica.

¿Podrían los agujeros negros conectar con otro universo?

La hipótesis de que un agujero negro funciona como portal hacia otro universo —o como una singularidad que da origen a uno nuevo— circula desde los trabajos de John Wheeler y fue popularizada por Lee Smolin con su teoría de la selección natural cósmica. La idea es que cada agujero negro podría crear un universo hijo con constantes físicas ligeramente modificadas.

Es una hipótesis fascinante. También es, por ahora, completamente infalsificable. No existe ningún mecanismo observacional que permita testearla. La física teórica la considera especulación bien estructurada, no ciencia confirmada. Conviene ser claro con esa distinción.

Materia oscura: lo que se sabe y lo que se busca

Alrededor del 27% del universo, según el modelo cosmológico estándar, está compuesto por materia oscura. No emite luz, no la refleja, no interactúa electromagnéticamente. Su existencia se infiere a través de efectos gravitacionales: la velocidad de rotación de galaxias, el lente gravitacional y la formación de estructuras a gran escala no cuadran sin ella.

Lo que no se sabe es de qué está hecha. Las candidatas más estudiadas son las WIMPs (partículas masivas de interacción débil), los axiones y los neutrinos estériles. Ninguna ha sido detectada directamente hasta 2026, pese a décadas de experimentos como LUX-ZEPLIN, XENONnT o el detector PandaX.

Agujeros negros primordiales como candidatos a materia oscura

Aquí es donde la conexión entre agujeros negros y materia oscura se vuelve concreta y técnica. Los agujeros negros primordiales (PBHs, por sus siglas en inglés) son objetos hipotéticos formados en los primeros instantes del universo, antes de que existieran estrellas. Si se formaron en cantidad suficiente y con masas adecuadas, podrían constituir parte —o toda— la materia oscura.

La hipótesis tuvo un impulso importante tras la primera detección de ondas gravitacionales por LIGO en 2016, que registró la fusión de dos agujeros negros de ~30 masas solares. Esa masa resultó difícil de explicar con agujeros negros estelares convencionales, lo que llevó a varios equipos a considerar origen primordial.

Sin embargo, los datos del telescopio espacial Euclid (lanzado en 2023) y las observaciones de microlente gravitacional de OGLE y HSC/Subaru establecieron límites más estrictos. Los PBHs en rangos de masa intermedios están muy restringidos como candidatos dominantes de materia oscura. Podrían explicar una fracción, no la totalidad.

La conexión con Sagitario A* y las galaxias enanas

Otro ángulo del debate involucra a los agujeros negros supermasivos en el centro de galaxias enanas. Estudios recientes sugieren que en galaxias con poca materia bariónica, la presencia de un agujero negro central podría alterar la distribución de materia oscura en el halo galáctico. El agujero negro actuaría como un perturbador gravitacional que concentra o dispersa la materia oscura circundante.

Es una línea de investigación activa, pero los modelos todavía tienen incertidumbres considerables. Los datos del telescopio James Webb (JWST), operativo desde 2022, están aportando información sobre galaxias primitivas que pondrá a prueba estos modelos en los próximos años.

Cómo se estudian estos objetos: instrumentos y métodos reales

La astrofísica de agujeros negros no funciona con un solo telescopio. Según la Dra. Longinotti del IA-UNAM, se combinan observatorios espaciales y terrestres según la longitud de onda que se quiere captar.

• Rayos X: XMM-Newton y Chandra (espaciales), porque la atmósfera terrestre bloquea esta banda.
• Luz visible: Gran Telescopio Canarias, Observatorio de San Pedro Mártir (Baja California, México).
• Ondas milimétricas: Gran Telescopio Milimétrico (GTM), en la Sierra Negra, Puebla, a 4,600 metros de altitud. Participó en la obtención de la primera imagen de un agujero negro en 2019.
• Rayos gamma de alta energía: HAWC, también en la Sierra Negra, a más de 4,000 metros.
• Ondas gravitacionales: LIGO (EE.UU.) y Virgo (Italia), que confirmaron fusiones de agujeros negros desde 2016.
• Infrarrojo cercano y medio: JWST, que desde 2022 observa galaxias distantes con una resolución sin precedentes.

Para la materia oscura, los experimentos de detección directa se realizan bajo tierra para blindarse del ruido cósmico. LUX-ZEPLIN opera a 1,500 metros de profundidad en una mina de Dakota del Sur. XENONnT está instalado en el Gran Sasso, en Italia. Ninguno ha reportado detección positiva hasta el momento de esta publicación.

Estado del conocimiento en 2026: lo confirmado y lo especulativo

Conviene separar con claridad lo que tiene respaldo empírico de lo que todavía es especulación teórica:

Preguntas frecuentes

¿Qué son los agujeros negros en términos simples?

Son regiones del espacio donde la gravedad es tan intensa que ni la luz puede escapar. Se forman principalmente por el colapso gravitacional de estrellas muy masivas al final de su vida, o bien estaban presentes desde los primeros momentos del universo (agujeros negros primordiales).

¿La materia oscura podría ser agujeros negros?

Es una hipótesis que se estudia activamente. Los agujeros negros primordiales son candidatos serios, pero los datos actuales de microlente gravitacional y ondas gravitacionales limitan fuertemente la fracción de materia oscura que podrían constituir. No es la explicación completa.

¿Qué es la paradoja de Hawking?

Si un agujero negro se evapora emitiendo radiación de Hawking, toda la información sobre la materia que absorbió parecería destruirse. Eso viola la mecánica cuántica, que exige que la información se conserve. El problema sigue sin solución experimental y es uno de los grandes desafíos de la física teórica.

¿Hay agujeros negros que podrían llevar a otro universo?

Algunas teorías lo postulan, como la selección natural cósmica de Lee Smolin. No hay forma de comprobar ni refutar esta idea con los instrumentos actuales. Es especulación teórica legítima, pero no ciencia con soporte empírico.

¿Cómo sabemos que la materia oscura existe si no la vemos?

Por sus efectos gravitacionales. Las galaxias rotan más rápido de lo que la materia visible podría explicar. La luz de galaxias lejanas se curva al pasar junto a objetos invisibles (lente gravitacional). La formación de la estructura cósmica no cuadra sin materia oscura. Estos tres tipos de evidencia son independientes entre sí.