Todavía no sabemos mucho sobre materia oscura – esa masa misteriosa e invisible que puede representar hasta el 85 por ciento de todo lo que nos rodea – pero un nuevo artículo esboza una hipótesis bastante inusual sobre la propia creación del material.
En resumen: la materia oscura crea materia oscura. La idea es que en algún momento de las primeras etapas del Universo, las partículas de materia oscura pudieron crear más partículas de materia oscura a partir de partículas de materia regular, lo que explicaría por qué hay tanto material ahora.
La nueva búsqueda se basa en propuestas anteriores de un ‘baño termal’, donde la materia regular en forma de plasma producía los primeros trozos de materia oscura, partículas iniciales que luego podrían tener el poder de transformar las partículas en el baño de calor en más materia oscura.
«Esto conduce a un crecimiento exponencial en la densidad numérica de la materia oscura en analogía con otros procesos de crecimiento exponencial familiares en la naturaleza», escribió el equipo internacional de físicos, dirigido por Torsten Bringmann de la Universidad de Oslo, Noruega, en su artículo recién publicado.
Hay algunas preguntas sin respuesta sobre esta nueva hipótesis, como es normal para cualquier cosa relacionada con la materia oscura, pero lo que es más importante, encaja con las observaciones de materia oscura que tenemos hoy a través del fondo de microondas cósmico (CMB).
Si bien realmente no podemos ver la materia oscura directamente, el comportamiento del Universo, junto con la radiación electromagnética que forma el CMB, sugiere fuertemente que la materia oscura está ahí afuera en alguna parte, y en grandes cantidades.
Hay una variedad de escenarios que intentan explicar las condiciones que podrían restringir las proporciones de materia oscura que vemos. uno, llamado congelar escenario, propone que, por mucho que haya aparecido materia oscura en el baño caliente del plasma inicial, nada la canceló. A medida que el Universo se expandió, su generación gradual simplemente cesó, asentándose para siempre en una cierta cantidad.
Por el contrario, un modelo de congelación sugiere que la materia oscura apareció tan rápidamente como la materia normal, pero alcanzó un equilibrio una vez que las antipartículas eliminaron algunas de ellas. Una vez más, el enfriamiento del Universo en expansión ha enfriado su generación, pero también su capacidad de aniquilarse rápidamente, dejándonos con una cantidad definida.
Este nuevo estudio propone otra posibilidad más, más o menos entre los dos extremos. Si tiene razón, eso significaría que la cantidad de materia oscura creció muy rápidamente a medida que el Universo se expandía, y ese crecimiento se desaceleraba y finalmente se detenía a medida que la expansión del Universo se desaceleraba.
Con la materia regular y oscura alejándose cada vez más entre sí, esta línea de producción de materia oscura se ha extinguido. Además, dicen los investigadores, en algún lugar del CMB debería haber pruebas de que esta teoría es correcta, por lo que el siguiente trabajo es encontrarla.
Tenemos detectores de materia oscura extremadamente sensibles que monitorean el cosmos, por lo que no pasará mucho tiempo antes de que escuchemos más sobre este nuevo enfoque para comprender la producción de materia oscura, y a su vez, nos enseñará más sobre la creación y el crecimiento del Universo.
«Nuestro motor complementa los escenarios de producción térmica de congelación y congelación de forma genérica», escribir a los investigadores. «Por lo tanto, parece muy justificada una exploración más profunda y detallada de esta nueva forma de producir materia oscura a partir del baño termal».
La investigación fue publicada en Cartas de revisión física.
