¿Puede un agujero negro «ignorar» la expansión del universo? El 21 de agosto de 2026, los teóricos Valerio Faraoni, de la Bishop's University en Canadá, y Massimiliano Rinaldi, de la Universidad de Trento en Italia, publicaron en arXiv una demostración que responde con un rotundo no. Colocado en un cosmos en expansión, un agujero negro acaba inevitablemente comóvil: su horizonte crece al ritmo exacto de la expansión. Una pista seria para entender a los gigantes prematuros que Webb no deja de descubrir.

Tres trayectorias, solo una sobrevive a la física

El resultado cabe en una frase: en un universo en expansión, un agujero negro no puede quedarse fijo, ni seguir un ritmo distinto del del cosmos. Los autores enumeran los destinos posibles de su horizonte, la frontera tras la cual ni siquiera la luz escapa, y los descartan uno a uno.

El detalle que da solidez a la demostración: no usa ninguna solución particular de las ecuaciones de Einstein. Solo la geometría del espacio-tiempo y supuestos físicos razonables. Por eso no depende ni del modelo exacto del agujero negro, ni de su entorno, ni de su historia. Difícil de esquivar un resultado que no descansa en nada contingente.

Esquema de las trayectorias posibles del horizonte de un agujero negro en función del tiempo: una curva fija, una divergente y una decreciente tachadas como prohibidas, y una sola curva cian viable que sigue el factor de escala del universo.
Los destinos posibles del horizonte de un agujero negro en un universo en expansión: tres trayectorias desembocan en una paradoja, solo una es físicamente viable. Según Faraoni y Rinaldi, arXiv:2608.21222 (2026). Esquema TRACKER-1.

La ilusión del agujero negro fijo

¿Por qué hacía falta una demostración? Porque los teóricos describen los agujeros negros desde hace más de un siglo con el mismo atajo: la solución de Schwarzschild, un agujero negro aislado, inmóvil, colocado en un vacío infinito y eterno. Los cálculos son limpios. La premisa es falsa: el universo no está vacío ni quieto.

En 2024, los mismos dos autores ya habían apretado los tornillos. Un horizonte de sucesos, la frontera teórica definida para toda la eternidad, no puede permanecer inmóvil en un universo que cambia: la relatividad general lo convierte en una singularidad desnuda, un punto de densidad infinita expuesto a la vista de todos, algo que la teoría prohíbe de partida. Para describir un agujero negro que evoluciona se usa el horizonte aparente: la misma frontera, pero medida aquí y ahora, la herramienta de las fusiones de agujeros negros que LIGO rastrea desde 2015.

Faraoni y Rinaldi plantean entonces la pregunta que faltaba: ¿ese radio sigue la expansión más rápido, más lento o al mismo ritmo? Su respuesta matemática no admite dudas: toda trayectoria distinta del acoplamiento exacto conduce a una paradoja. Un horizonte comóvil se comporta como una balsa abandonada en mitad de un río: tras unos bandazos, sigue la corriente, ni más rápido ni más lento.

El rompecabezas de los gigantes prematuros

¿Por qué cae tan a tiempo este resultado? Porque el telescopio James Webb desafía a los teóricos desde 2022: detecta agujeros negros supermasivos, de millones a miles de millones de masas solares, en los primeros cientos de millones de años del universo. El caso más llamativo se llama UHZ1: a 13.200 millones de años luz de nosotros, Chandra y Webb vieron allí un agujero negro de 10 a 100 millones de masas solares, apenas 470 millones de años después del Big Bang. Su masa rivaliza con la de todas las estrellas de su galaxia juntas.

El problema es la comida. Un agujero negro que traga gas hace que ese gas se caliente y brille, y su propia luz empuja el siguiente suministro. A partir de cierto ritmo de ingestión, la luz gana y cierra el grifo: es el límite de Eddington, la velocidad máxima a la que un agujero negro que se alimenta puede crecer. A ese techo, construir un gigante lleva miles de millones de años. El universo joven no disponía de ellos.

La galaxia UHZ1 fotografiada en infrarrojo por el telescopio James Webb, una pequeña galaxia anaranjada inmersa en un campo de galaxias lejanas.
UHZ1, la galaxia anfitriona fotografiada por Webb: su agujero negro central pesa de 10 a 100 millones de masas solares, tanto como todas sus estrellas juntas, 470 millones de años después del Big Bang. Infrarrojo: NASA/ESA/CSA/STScI.

Las vías estándar dan trabajo a la astrofísica: semillas pesadas nacidas del colapso directo de nubes de gas colosales, o fases de ingestión por encima del límite de Eddington. La propuesta de Faraoni y Rinaldi añade una opción distinta, un motor que no depende del entorno: si la masa del agujero negro sigue el factor de escala, basta con sumergirlo en una fase de expansión fulgurante para verla dispararse. Es exactamente el caso de la inflación, el crecimiento casi exponencial de los instantes iniciales del universo. Los autores ven allí un mecanismo posible para fabricar agujeros negros primordiales, formados antes de las primeras estrellas, mucho más grandes de lo previsto.

La idea de un acoplamiento entre agujeros negros y expansión no es nueva. En 2023, un equipo comparó las masas de los agujeros negros supermasivos de galaxias elípticas rojas, galaxias sin formación estelar desde hace miles de millones de años, a lo largo del tiempo cósmico: las masas parecían seguir el factor de escala. Esa señal sigue en discusión, y varios equipos no la recuperan. También podría explicar los agujeros negros de 150 masas solares que LIGO vio fusionarse, en una zona de masas donde la evolución estelar no fabrica ninguno. Y hace eco de las mediciones de DESI, el instrumento que cartografía los restos del universo primitivo, que apuntan a una energía oscura evolutiva.

Ilustración del colapso directo de una nube de gas masiva en una semilla de agujero negro de decenas de miles de masas solares, rodeada de un disco de gas incandescente.
El colapso directo de una nube de gas masiva en una semilla pesada, una de las vías rivales del acoplamiento cosmológico para explicar a los gigantes del universo primitivo. Crédito: NASA/STScI/Leah Hustak.

Lo que la hipótesis todavía no dice

Los autores fijan ellos mismos los límites. Su demostración trata un agujero negro esférico sin rotación, cuando los agujeros negros reales giran, a veces muy rápido: la extensión a los objetos en rotación es esperada, pero sigue pendiente. El horizonte aparente, su herramienta de medida, depende del punto de vista del observador: es el precio de las fronteras que evolucionan, y los cortes razonables del espacio-tiempo coinciden aquí.

Sobre todo, no reclaman la solución del rompecabezas. La demostración establece una necesidad de principio, el acoplamiento. No dice nada de las escalas de tiempo concretas, que dependerán de cada escenario, ni de la parte exacta que este mecanismo tomaría en el crecimiento de los gigantes primitivos. El veredicto llegará de las observaciones: las poblaciones de agujeros negros en las distintas épocas del universo, medidas por Webb y sus sucesores, dirán la última palabra.

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