Persisting black holes in a bouncing universe

Abstract

El objetivo de este trabajo es investigar si un agujero negro puede estar presente en un universo que atraviesa una fase de contracción, rebote y expansión. Para ello, modelamos una inhomogeneidad embebida en universo de Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker mediante la métrica generalizada comovil de McVittie, la cual tiene en cuenta la interacción de la masa central con el fluido cosmológico. Calculamos los horizontes atrapados, regiones espacio-temporales y determinamos la estructura de los conos de luz. Del análisis de la estructura causal concluimos que el agujero negro sobrevive al rebote y continúa su existencia en la fase de expansión. Esto implica que los modelos cosmológicos de rebote permiten la existencia de agujeros negros en todas las fases del universo, y a su vez que los agujeros negros provenientes de la época de contracción podrían jugar algún rol en la etapa de expansión.

We analyze whether a black hole could exist and persist in a universe that goes through a phase of contraction, bounce and subsequent expansion. To this end, we investigate the comoving generalized McVittie metric that represents an inhomogeneity embedded in Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker universe and allows interaction with the cosmic fluid. We compute the trapping horizons, spacetime regions and determine the light cone structure. The analysis of the causal structure leads us to conclude that a dynamical black hole survives the cosmological bounce and continues to exist in the expanding phase of the universe. This result implies that bouncing cosmologies admit black holes at all epochs and that these black holes might play some role in the expanding phase of the universe.