Nueva teoría plantea que la materia oscura es una reliquia cósmica de dimensiones extra

Una nueva teoría plantea que los gravitones pueden ser candidatos a la materia oscura. (Imagen: Tom Abel y Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC), AMNH).

Para ser sinceros, estamos mucho más seguros de lo que no es la materia oscura que de lo que es. En primer lugar, se cree que compone aproximadamente el 24% de la composición del universo. En segundo lugar, es oscura, lo que significa que no tiene la forma de estrellas y planetas que vemos. Y, por último, debemos reconocer que no es lo mismo que energía oscura, no es antimateria y tampoco son agujeros negros.

Actualmente, científicos en todo el mundo están tratando de averiguar qué es exactamente la materia oscura y por supuesto, detectarla. Los candidatos más prometedores son los axiones, los neutrinos y las partículas masivas de interacción débil. Ahora un nuevo estudio sugiere la posibilidad de que otro tipo de partículas hipotéticas, los gravitones masivos, pudieran ser candidatos viables a la materia oscura.

La materia oscura no se podido ver ni detectar directamente, pero su efecto se puede medir a través de su atracción gravitacional sobre la materia ordinaria. Se calcula que más del 95% de la densidad de energía en el universo está en una forma que nunca ha sido directamente detectada, la materia oscura forma parte de este grupo, un 24% que hoy en día es de los más grandes misterios del universo.

La teoría reciente plantea que se produjeron gravitones masivos durante las colisiones entre partículas ordinarias en el entorno cálido y denso del universo primitivo, solo instantes después del Big Bang. Al igual que la materia oscura, estas partículas nunca se han detectado directamente, ¿qué tal si son lo mismo?

«Nuestro estudio comenzó observando las dimensiones extra, en particular las dimensiones extra deformadas, que se han estudiado mucho en los últimos 20 años», dijo a Phys.org Giacomo Cacciapaglia, uno de los investigadores que llevó a cabo el estudio. «Cuando la gravedad se propaga en este espacio invisible, materializa gravitones masivos. Su acoplamiento a la materia ordinaria es muy débil, siendo de origen gravitatorio».

El estudio teórico especula que estas partículas podrían haberse creado en las cantidades justas para explicar la materia oscura. En otras palabras, el universo primitivo pudo haber sido capaz de producir la suficiente cantidad de gravitones como para dar cuenta a ese 24% de materia oscura que hoy se le atribuye.

«Ahora planeamos investigar otras características de un modelo concreto en una dimensión extra deformada que esbozamos en el artículo», agregó Cacciapaglia. «Estamos particularmente interesados ​​en el papel que desempeña una partícula escalar llamada radión y en la capacidad de prueba potencial en colisionadores de partículas actuales y futuros».

Cuando se empezó a sospechar de la materia oscura, hace casi un siglo, los investigadores no tenían ni idea de qué cosa podría ser, algunos especularon que eran cuerpos compactos que emitían poca luz o que eran agujeros negros. Pero la cuestión fue desconcertante cuando los cálculos arrojaron que la materia oscura superaba a la materia ordinaria en una proporción de cinco a uno.

La tecnología y junto a ello nuestros instrumentos de observación y detección han progresado muchísimo, además de que el campo de investigación en torno a la composición del universo es de interés de toda la comunidad científica. ¿Podemos decir que hemos mejorado? Tal vez, y solo tal vez ya hemos acertado con alguna posibilidad, pero mientras tanto, la materia oscura sigue siendo uno de los misterios más grandes del universo.

El estudio aparece en la revista Physical Review Letters.

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