Durante décadas, los científicos han estado atrapados en un juego cósmico de escondite con la materia oscura, la sustancia invisible que constituye el 85% de la masa del universo. Una nueva investigación sugiere que las reglas de este juego podrían estar completamente equivocadas. El modelo estándar supone que la materia oscura es “fría”, lo que significa que sus partículas se mueven lentamente. Pero cada vez hay más pruebas que sugieren que podría haber nacido “caliente”, moviéndose a velocidades cercanas a la de la luz. De ser cierto, este descubrimiento podría revertir las teorías establecidas sobre cómo se formaron las galaxias y remodelar nuestra comprensión de los primeros momentos del universo.
El rompecabezas de la materia oscura
La materia oscura es muy difícil de estudiar porque no interactúa con la luz. Esto significa que no podemos verlo directamente, sólo inferir su existencia a través de sus efectos gravitacionales sobre la materia visible. Esto también hace que sea imposible estar compuesto de la misma materia que los objetos cotidianos (electrones, protones, neutrones), que interactúan con la luz. A pesar de constituir cinco veces más materia que todo lo que podemos ver, la materia oscura sigue siendo un misterio.
La teoría principal ha favorecido durante mucho tiempo la materia oscura fría (CDM), partículas que se mueven lo suficientemente lentamente como para agruparse y favorecer la formación de galaxias. Pero este modelo no es perfecto; ciertas observaciones desafían sus predicciones. Ahí es donde entra en juego la hipótesis de la materia oscura “caliente”.
Una historia de origen más candente
La nueva investigación propone que la materia oscura puede haberse originado inmediatamente después del Big Bang, durante un período llamado recalentamiento posinflacionario. Esta fue una era caótica en la que el universo se expandió rápidamente, convirtiendo la energía en una sopa densa y caliente de partículas. Si la materia oscura hubiera nacido en este entorno, podría haberse movido increíblemente rápido.
La clave es que incluso a estas velocidades, la materia oscura podría haberse enfriado lo suficiente como para comportarse como la versión “fría” que esperamos. Este proceso, llamado “desacoplamiento”, le permitiría eventualmente agruparse e impulsar la formación de galaxias.
Reviviendo antiguos candidatos
Este descubrimiento también podría revivir un candidato a materia oscura descartado hace mucho tiempo: el neutrino de baja masa. Hace décadas, estas partículas fueron descartadas porque se pensaba que se movían demasiado rápido para permitir que se formaran galaxias. Pero si nacieron calientes y luego se enfriaron, después de todo podrían haber desempeñado un papel crucial en la formación de estructuras.
“El neutrino se convirtió en el principal ejemplo de materia oscura caliente… Es sorprendente que un candidato similar, si se hubiera producido justo cuando se estaba creando el universo caliente del Big Bang, podría haberse enfriado hasta el punto en que, de hecho, actuaría como materia oscura fría”, dijo Keith Olive, un investigador involucrado en el estudio.
Probando la teoría
El equipo ahora planea probar sus ideas mediante experimentos en la Tierra, utilizando aceleradores de partículas y buscando evidencia en el universo temprano. Si tiene éxito, esto podría desbloquear una imagen más clara de los primeros momentos del universo.
“Con nuestros nuevos hallazgos, podremos acceder a un período de la historia del universo muy cercano al Big Bang”, afirmó Yann Mambrini, otro investigador del proyecto. La búsqueda de la materia oscura está lejos de terminar, pero esta nueva línea de investigación finalmente podría acercarnos a resolver uno de los mayores misterios de la cosmología.
En última instancia, el descubrimiento de materia oscura caliente no sólo revelaría la verdadera naturaleza de esta sustancia esquiva, sino que también obligaría a los cosmólogos a reevaluar su comprensión fundamental de la evolución del universo.
