Continúan los debates sobre la materia oscura. A la fecha, los investigadores creen que esta representa el 80% de la masa del universo, y una nueva investigación sugiere que pudo haber existido antes del Big Bang.
Un estudio publicado en Physical Review Letters por investigadores de la Universidad Johns Hopkins presenta una nueva hipótesis de cómo surgió la materia oscura, y cómo se puede identificar con 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 usarse para revelar su identidad y sacar conclusiones sobre los tiempos anteriores al Big Bang también”, dice Tommi Tenkanen, becario postdoctoral en Física y Astronomía en la Universidad Johns Hopkins y autor del estudio.
No está claro el origen de la materia oscura, sin embargo, los astrónomos señalan que juega un papel fundamental en la formación de galaxias y cúmulos de galaxias. No es directamente observable, pero los científicos creen que existe debido a los efectos gravitacionales que se generan en la materia visible.
Durante mucho tiempo, se creyó que la materia oscura era un efecto sobrante del Big Bang. No obstante, no se ha podido demostrar este origen.
“Si la materia oscura fuera realmente un remanente del Big Bang, en muchos casos los investigadores ya deberían haber visto una señal directa de materia oscura en diferentes experimentos de física de partículas”, dice Tenkanen.
Así que el estudio se basó en el uso de un nuevo marco matemático simple. Y como resultado, se sustentó la hipótesis de que la materia oscura puede haber sido producida durante una era conocida como la inflación cósmica cuando el espacio se estaba expandiendo muy rápidamente. Según los científicos, la rápida expansión pudo producir ciertos tipos de partículas llamadas escalares. La única partícula escalar que se ha identificado a la fecha es el famoso bosón de Higgs.
“No sabemos qué es la materia oscura, pero si tiene algo que ver con partículas escalares, puede ser más antigua que el Big Bang. Con el escenario matemático propuesto, no tenemos que asumir nuevos tipos de interacciones entre materia visible y oscura más allá de la gravedad, que ya sabemos que está allí”, explica Tenkanen.
La hipótesis de que la materia oscura fue antes del Big Bang no es nueva, pero solo estos científicos se han atrevido a realizar el cálculo para respaldar la idea. El estudio se valió del escenario matemático más simple posible para los orígenes de la materia oscura. Y en ese orden también sugiere una forma de probar el origen de la materia oscura al observar las firmas que deja la materia oscura en la distribución de la materia en el universo.
“Si bien este tipo de materia oscura es demasiado difícil de encontrar en experimentos con partículas, puede revelar su presencia en observaciones astronómicas. Pronto aprenderemos más sobre el origen de la materia oscura cuando se lance el satélite Euclides en 2022. Es muy emocionante ver lo que revelará sobre la materia oscura y si sus hallazgos se pueden utilizar para ver los tiempos anteriores al Big Bang”, señala el científico al diario Science.
