La materia oscura no es «oscura» como pensamos

Nadie ha descubierto todavía directamente la materia oscura en el mundo real en el que vivimos, pero los científicos creen que su nuevo experimento podría ayudar a descubrir el misterio de la materia oscura.

Los recientes avances en simulaciones por computadora proporcionan más evidencia que respalda la existencia de materia oscura, materia que aún no se ha detectado directamente pero que se considera esencial para explicar varios fenómenos en el universo observable.

Este desarrollo contribuye significativamente a un debate de larga data en astrofísica: si el funcionamiento del universo requiere la presencia de materia oscura invisible o si la materia observable por sí sola puede explicar los fenómenos observados.

Muchos científicos creen que debe existir materia oscura para explicar los movimientos de las estrellas y galaxias.

Autor principal Francisco Mercado, Ph.D. Graduados del Departamento de Física y Astronomía de UC Irvine y ahora becarios postdoctorales en Pomona College, enfatizaron la importancia de su trabajo al abordar este debate.

Este nuevo trabajo «muestra cómo podemos utilizar relaciones reales y observadas como base para probar dos modelos diferentes para describir el universo», explicó Mercado. «Presentamos una prueba sólida para discriminar entre los dos modelos».

El experimento implicó realizar simulaciones por computadora incorporando materia convencional y materia oscura para aclarar características enigmáticas observadas en galaxias reales. Los hallazgos del equipo fueron publicados en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Según Mercado, investigador principal, las características observadas en las galaxias «se espera que aparezcan en un universo con materia oscura, pero serían difíciles de explicar en un universo sin ella».

Continuó: “Demostramos que tales características aparecen en observaciones de muchas galaxias reales. Si tomamos estos datos al pie de la letra, reafirman la posición del modelo de materia oscura como el que mejor describe el universo en el que vivimos».

Mercado enfatizó que estas características corresponden a tendencias en los movimientos de estrellas y gas dentro de las galaxias, fenómenos que parecen factibles sólo en un cosmos poblado por materia oscura.

James Bullock, coautor y profesor de física en la UCI, señaló: «Las galaxias observadas parecen obedecer a una estrecha relación entre la materia que vemos y la materia oscura inferida que detectamos, hasta el punto de que algunos han sugerido que lo que llamamos La materia oscura es realmente una prueba de que nuestra teoría de la gravedad está equivocada».

El coautor añadió: “Lo que hemos demostrado es que la materia oscura no sólo predice la relación, sino que para muchas galaxias puede explicar lo que vemos de forma más natural que la gravedad modificada. Estoy aún más convencido de que la materia oscura es el modelo correcto”.

Las características observadas también se manifiestan en los datos recopilados por los defensores de un universo desprovisto de materia oscura. Jorge Moreno, coautor y profesor asociado de física y astronomía en Pomona College, señaló: «Las observaciones que examinamos, las mismas observaciones en las que encontramos estas características, fueron realizadas por partidarios de teorías libres de materia oscura. A pesar de su evidente presencia , personas como nosotros, científicos que trabajan tanto con materia regular como con materia oscura, han realizado muy pocos análisis sobre estas características para iniciar la conversación».

Moreno anticipó debates posteriores dentro de la comunidad científica tras el estudio. Sin embargo, sugirió la posibilidad de encontrar un terreno común, señalando que el equipo descubrió estas características exclusivamente en simulaciones en las que estaban presentes tanto materia oscura como materia convencional.

«A medida que las estrellas nacen y mueren, explotan en supernovas, que pueden moldear los centros de las galaxias, lo que explica naturalmente la existencia de estas características», explicó Moreno. «En pocas palabras, las características que examinamos en las observaciones requieren tanto la existencia de materia oscura como la incorporación de la física de la materia normal».

Ahora que el modelo de materia oscura de la Tierra parece ser el dominante, el siguiente paso, según Mercado, es comprobar si sigue siendo consistente en todo el universo de materia oscura.

«Será interesante ver si podemos utilizar esta misma relación para distinguir incluso entre diferentes modelos de materia oscura», dijo Mercado. «Comprender cómo cambia esta relación bajo distintos modelos de materia oscura puede ayudarnos a limitar las propiedades de la propia materia oscura».

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