La materia oscura continúa siendo uno de los grandes enigmas que atraen la atención de astrofísicos en todo el mundo. Aunque su existencia es asumida por los modelos cosmológicos generalmente aceptados, comprender su naturaleza se ha convertido en un desafío formidable. Hasta ahora, lo que sabemos sobre ella se basa en suposiciones y especulaciones fundamentadas, ya que obtener información concreta sobre este tipo de materia resulta extremadamente complicado debido a su naturaleza esquiva.
Una nueva explicación. Un grupo de investigadores ha propuesto un nuevo modelo matemático que ofrece una explicación innovadora acerca de la naturaleza y el origen de la materia oscura. Según este modelo, la materia oscura podría haberse originado durante el Big Bang, resultado de colisiones de alta energía, donde partículas inicialmente sin masa habrían adquirido una masa significativa tras su fusión.
«La materia oscura comenzó su existencia como una partícula relativista con una masa muy baja, casi al nivel de la luz», afirmó Robert Caldwell, coautor del estudio. «Esto contrasta completamente con la percepción convencional de la materia oscura (…). Nuestra teoría intenta explicar el proceso mediante el cual estas partículas ligeras se convirtieron en masivas».
Un aspecto crucial de esta investigación es que la teoría propuesta por el equipo puede ser verificada gracias al análisis del fondo de microondas cósmico (CMB), que sirve como una herramienta valiosa para comprobar hipótesis cosmológicas y astrofísicas.
La materia oscura. La materia oscura se presenta como la explicación para una serie de anomalías observadas en el movimiento de galaxias y agrupaciones galácticas. Al analizar sus trayectorias y compararlas con los modelos basados en la teoría de la relatividad, encontramos discrepancies que sugieren la existencia de una fuerza adicional o materia que influye en su comportamiento. Algunos elementos parecen sacar a la luz esta realidad invisible.
La materia oscura se diferencia de la materia convencional o bariónica, ya que solo interactúa a través de la gravedad, haciendo que su comprensión sea aún más compleja. A pesar de esta dificultad, su influencia gravitacional es palpable y se estima que constituye aproximadamente el 85% de la materia total en el universo. Este porcentaje subraya la importancia de desentrañar sus secretos para entender el cosmos de manera más completa.
Regresando al Big Bang. La nueva hipótesis propuesta indica que las partículas rápidas, similares a los fotones, habrían sido la esencia que dio forma al universo tras el «brote» del Big Bang. Sin embargo, en esa etapa inicial caótica, se sugiere que estas partículas lograron fusionarse en pares, dando inicio a procesos que darían lugar a la materia oscura.
Según la postulación, el giro, que es una de las propiedades fundamentales de las partículas subatómicas, habría actuado como imanes entre estas entidades. Dado que los giros opuestos de las partículas pueden resultar en fusión, esta propiedad podría ser clave en la formación de la materia oscura. Adicionalmente, la teoría sugiere que a medida que estas partículas se enfrían con el tiempo, el «desequilibrio en los giros» provocaría una disminución drástica de energía, originando así partículas frías y firmes que constituirían la materia oscura.
La «inspiración» detrás de este modelo proviene de un fenómeno análogo observado en electrones en pares de Cooper, los cuales permiten la conducción eléctrica sin resistencia y exhiben superconductividad. Se publicaron los detalles de este estudio en un artículo en la revista Revisiones físicas, abriendo así una nueva línea de investigación sobre este tema fascinante.
Poner la teoría a prueba. Una de las ventajas significativas de esta hipótesis radica en su capacidad para ser probada empíricamente. De acuerdo con la teoría, este «condensador de masa no relativista» se comportaría de manera más rápida en comparación con el modelo estándar. El equipo de investigadores sostiene que esta predicción se puede validar gracias al fondo de microondas cósmico, un tipo de radiación residual proveniente del Big Bang, que podría ofrecer las evidencias necesarias para respaldar su teoría.
En | El telescopio euclidiano europeo ya está haciendo historia: sus primeros datos revisitan a Einstein y ponen la materia oscura en el mapa.
Imagen | A. Schaller (STSCI)