El origen de la materia oscura
FÍSICA / COSMOLOGÍA.
Se ha presentado una nueva y llamativa teoría sobre cómo y cuándo se creó la materia oscura de nuestro universo.
Recreación de estructuras de materia oscura en el cosmos. La materia oscura se muestra de color negro; el espacio vacío, de color gris; y la materia normal brillante, de color amarillo. Imagen: Ralf Kaehler / SLAC National Accelerator Laboratory / American Museum of Natural History.
La materia oscura es una clase extraña de materia que nunca ha podido ser observada directamente (no emite ningún tipo de radiación) y cuya naturaleza y origen son desconocidos. No corresponde a agujeros negros convencionales ni a ninguna otra clase de astro conocida. Solo puede detectarse por su influencia gravitatoria. Es mucho más abundante en el cosmos que la materia normal, de la que está hecho todo lo que conocemos.
Los autores de la nueva teoría sobre el origen de la materia oscura son Guanming Liang y Robert Caldwell, ambos del Dartmouth College, en Hanover, New Hampshire, Estados Unidos.
Según la nueva teoría, la materia oscura se formó muy poco después de la creación del universo. Concretamente, la materia oscura surgió a partir de la colisión de partículas sin masa y de alta energía que perdieron fuerza y adquirieron una increíble cantidad de masa inmediatamente después de combinarse con otras.
De especial interés es el hecho de que esta nueva teoría puede ser puesta a prueba empleando datos recolectados por observaciones mediante instrumentos ya existentes.
Concretamente, debe existir una firma característica en el Fondo Cósmico de Microondas, la radiación residual del Big Bang que todavía se capta por todo el universo.
Muy poco después del Big Bang, la colosal “explosión” con la que nació el universo hace unos 13.700 millones de años, el cosmos era un escenario tremendamente violento, acribillado por partículas muy calientes y de rápido movimiento.
Ciertas partículas relativistas casi sin masa, muy similares a los fotones de la luz, comenzaron a combinarse.
Liang y Caldwell teorizan que estas partículas sin masa se unieron por las direcciones opuestas de su espín, como la atracción entre los polos norte y sur de los imanes.
A medida que las partículas se enfriaron, un desequilibrio en sus espines provocó que su energía se desplomara, como cuando el vapor se enfría rápidamente y se convierte en agua. El resultado fueron las partículas frías y pesadas que muchos científicos creen que constituyen la materia oscura.
El estudio introduce una clase teórica de partícula que debió ser la que inició la transición hacia la forma de materia oscura. De todos modos, tal como argumentan Caldwell y Liang, hay otras partículas subatómicas, concretamente los electrones, de las que se sabe que son capaces de experimentar una transición similar.
A bajas temperaturas, dos electrones pueden formar pares de Cooper, que son capaces de conducir la electricidad sin resistencia y constituyen el mecanismo activo en ciertos superconductores. Caldwell y Liang citan la existencia de pares de Cooper como ejemplo de que un proceso como el que proponen para la materia oscura es posible. Si las cosas ocurrieron tal como creen Caldwell y Liang, un proceso similar al que forma pares de Cooper hizo que las partículas sin masa de su teoría se condensasen en materia oscura.
La nueva teoría sugiere que los pares de partículas entraron en un estado frío, casi sin presión, a medida que se volvían más lentos y pesados. Esta característica los haría destacar en el Fondo Cósmico de Microondas. Este fondo ha sido estudiado en varios proyectos de observación a gran escala y sigue siendo objeto de nuevos estudios y observaciones.
Liang y Caldwell exponen los detalles de su nueva teoría en la revista académica Physical Review Letters, bajo el título “Cold Dark Matter Based on an Analogy With Superconductivity”.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings