La materia oscura podría ser más antigua que el Big Bang

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GALAXIA 2020


La materia oscura, que los investigadores creen que constituye alrededor del 80% de la masa del universo, es uno de los misterios más escurridizos de la física moderna. Qué es exactamente y cómo llegó a ser es un misterio, pero un estudio de la Universidad Johns Hopkins sugiere que la materia oscura puede haber existido antes del Big Bang.


El estudio, publicado en la revista Physical Review Letters, presenta una nueva idea de cómo nació la materia oscura y cómo identificarla con las observaciones astronómicas.


"El estudio reveló una nueva conexión entre la física de partículas y la astronomía. Si la materia oscura consiste en nuevas partículas que nacieron antes del Big Bang, afectan la forma en que las galaxias se distribuyen en el cielo de una manera única. Esta conexión puede ser utilizada para revelar su identidad y sacar conclusiones sobre los tiempos anteriores al Big Bang también", afirma Tommi Tenkanen, de la Universidad Johns Hopkins y autor del estudio.


Aunque no se sabe mucho sobre sus orígenes, los astrónomos han demostrado que la materia oscura juega un papel crucial en la formación de galaxias y cúmulos de galaxias. Aunque no se puede observar directamente, los científicos saben que la materia oscura existe por sus efectos de gravitación sobre la forma en que la materia visible se mueve y se distribuye en el espacio.


Durante mucho tiempo, los investigadores creyeron que la materia oscura debía ser una sustancia sobrante del Big Bang. Los investigadores han buscado durante mucho tiempo este tipo de materia oscura, pero hasta ahora todas las búsquedas experimentales han sido infructuosas.


"Si la materia oscura fuera realmente un remanente del Big Bang, entonces en muchos casos los investigadores ya deberían haber visto una señal directa de la materia oscura en diferentes experimentos de física de partículas", dice Tenkanen.


Los astrónomos que utilizan el Telescopio Espacial Hubble de la NASA han descubierto un fantasmagórico anillo de materia oscura que se formó hace mucho tiempo durante una colisión titánica entre dos masivos cúmulos de galaxias.


Posible origen de la materia oscura

Usando un nuevo y simple marco matemático, el estudio muestra que la materia oscura puede haber sido producida antes del Big Bang durante una era conocida como la inflación cósmica cuando el espacio se expandía muy rápidamente. Se cree que la rápida expansión llevó a una copiosa producción de ciertos tipos de partículas llamadas escalares. Hasta ahora, sólo se ha descubierto una partícula escalar, el famoso bosón de Higgs.


"No sabemos lo que es la materia oscura, pero si tiene algo que ver con alguna partícula escalar, puede ser más antigua que el Big Bang. Con el escenario matemático propuesto, no tenemos que asumir nuevos tipos de interacciones entre la materia visible y la oscura más allá de la gravedad, que ya sabemos que está ahí", explica Tenkanen.


Aunque la idea de que la materia oscura existía antes del Big Bang no es nueva, otros teóricos no han sido capaces de hacer cálculos que apoyen la idea. El nuevo estudio muestra que los investigadores siempre han pasado por alto el escenario matemático más simple posible para los orígenes de la materia oscura.


El nuevo estudio también sugiere una manera de probar el origen de la materia oscura observando las firmas que deja la materia oscura en la distribución de la materia en el universo.


"Aunque este tipo de materia oscura es demasiado esquiva para ser encontrada en experimentos de partículas, puede revelar su presencia en observaciones astronómicas. Pronto aprenderemos más sobre el origen de la materia oscura cuando se lance el satélite Euclides. Será muy emocionante ver lo que revelará sobre la materia.



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