La Materia oscura podría ser un «refugiado cósmico extradimensional»

13 Abr, 2022

La materia oscura es esa sustancia que, según los científicos, representa la mayor parte de la masa del Universo. A pesar de que aún existen muchas dudas sobre ella, una nueva teoría sugiere que podría ser «una refugiada de otras dimensiones».

La Materia oscura podría ser un «refugiado cósmico extradimensional» según nueva teoría

Los cálculos sugieren que los gravitones, las partículas masivas que componen la materia oscura, pudieron crearse en las cantidades exactas para formarla. Esto sólo puede verse a través de su atracción gravitacional sobre la materia común.

Sin embargo ¿De dónde proviene dicha materia oscura? Según Giacomo Cacciapaglia, físico de la Universidad de Lyon, en Francia, podría venir de «universos extras».

La materia oscura es extradimensional

«Los gravitones masivos son producidos por colisiones de partículas ordinarias en el universo primitivo. Pero se creía que este proceso era demasiado raro para que los gravitones masivos fueran candidatos a materia oscura».

Así dijo el coautor del estudio que se publicó en la revista Physical Review Latters. Junto a otros científicos, Cacciapaglia descubrió que se habrían producido suficientes gravitones en el Universo primitivo como para dar cuenta de toda la materia oscura existente actualmente.

Si los gravitones existen, serían una masa de menos de 1 megaelectrovoltio. Por lo que no es mayor al doble de la masa de un electrón.

Este nivel de masa está muy por debajo de la escala en la que el bosón de Higgs genera masa para la materia ordinaria. Lo cual es clave para que el modelo produzca la necesaria para justifique la materia oscura del Universo.

El quipo encontró dichos gravitones hipotéticos mientras buscaba evidencia de dimensiones adicionales. Algunos expertos creen que existen junto a las 3 dimensiones observadas del espacio y la cuarta dimensión, que es el tiempo.

La teoría del equipo sugiere que, cuando la gravedad se propaga a través de dimensiones extras, esta se materializa en nuestro Universo como gravitones masivos. Pero dichas partículas interactúan débilmente con la materia común y sólo por la fuerza gravitatoria.

Esta descripción es muy parecida a la materia oscura, la cual no interactúa con la luz, pero su influencia gravitacional se siente en todo el cosmos. Dicha influencia, por ejemplo, es lo que evita la separación de las galaxias.

La Materia oscura podría ser un «refugiado cósmico extradimensional» según nueva teoría

No hay más candidatos

En contraste, otros candidatos propuestos para la materia oscura, también podrían sentirse por sus interacciones sutiles con otras fuerzas y campos.

El hecho de que los gravitones masivos apenas interactúen por gravedad con las otras partículas y fuerzas del Universo ofrece otra ventaja.

Anteriormente, los físicos creían que los gravitones eran candidatos poco probables a la materia oscura, ya que los procesos que crean son muy raros. Por ello, los gravitones se crearían a velocidades mucho más bajas que otras partículas.

Pero el equipo descubrió que en el picosegundo después del Big Bang, se habrían creado más de estos gravitones de lo que sugerían las teorías anteriores.

Esta mejora es suficiente para que los gravitones masivos explicaran totalmente la cantidad de materia oscura que se detectó en el estudio.

«La mejora fue un shock. Tuvimos que realizar muchas comprobaciones para poder asegurar de que estábamos en lo correcto, ya que da como resultado un cambio de paradigma en la forma en que consideramos a los gravitones masivos como posibles candidatos a materia oscura».

Cómo los gravitones masivos se forman por debajo de la escala del bosón de Higgs, están libres de incertidumbres relacionadas con escalas de energía más altas, que la física de partículas actual no describe bien.

Esta teoría conecta la física estudiada en los aceleradores de partículas como el  Gran Colisionador de Hadrones con la física de la gravedad. Esto quiere decir que grandes aceleradores de partículas, como el Future Circular Collider de CERN, podría buscar evidencia de partículas de materia oscura.

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