La materia oscura se crea a partir de la materia convencional

Un equipo internacional de físicos propone en un nuevo estudio publicado en la revista Physical Review Letters que la materia oscura proviene de la materia regular. Además, para los científicos la materia oscura es capaz de crear más materia de este tipo a partir de la materia convencional. De acuerdo a esta teoría, la enorme cantidad de materia oscura que se encuentra en el universo estaría originada a partir de estos procesos.

El nuevo mecanismo propuesto por los especialistas se sustenta en que las partículas de materia oscura transformaron la materia regular en más materia oscura en el universo primitivo, de forma exponencial y masiva. Sin embargo, la expansión del universo generó una ralentización en este proceso, permitiendo que el cosmos tomara la forma actual y no otra totalmente diferente. De acuerdo a un artículo publicado en Phys.org, de lo contrario no quedaría nada en el universo excepto partículas de materia oscura.

El punto exacto de materia oscura

La materia oscura es una sustancia invisible que forma parte del 80% de toda la materia del universo. Los astrónomos saben dónde está porque distorsiona la luz de estrellas lejanas: al incrementarse la distorsión, la concentración de materia oscura se multiplica. A pesar de esto, la ciencia aún no ha logrado explicar su naturaleza ni la función concreta que cumple en la dinámica del cosmos.

Los físicos piensan que las partículas de materia oscura superan en número a la materia regular en una proporción de cinco a uno. De esta forma, la materia oscura tendría un rol fundamental en la estructura a gran escala del universo, porque su gravitación afectaría la formación de estrellas y galaxias. Al mismo tiempo, permitiría que las galaxias y los cúmulos se mantengan juntos en la actualidad.

Al parecer, la densidad específica de materia oscura que se logró a partir de la expansión permanente del universo habría permitido que el cosmos evolucionara de la forma en la que hoy lo conocemos. De acuerdo al nuevo estudio, en el principio del universo no existía demasiada materia oscura: la densidad adecuada se alcanzó mediante las partículas regulares presentes en el plasma primordial, que fueron creando partículas de materia oscura con el paso tiempo, hasta finalmente llegar al contenido actual.

En el universo primitivo

Se habla de plasma primordial o primigenio en referencia a que el universo estuvo dominado por la radiación durante gran parte de su etapa formativa: debido a esto, las estructuras que fluían en libertad no podían alcanzar formas concretas o rígidas, en función de las características gravitacionales presentes. De esta manera, todo era dominado por una “sopa” indefinida y densa o plasma.

En ese contexto, las partículas de materia oscura se multiplicaron a partir de su influencia sobre las partículas regulares. Sin embargo, los niveles de materia oscura crecieron muy rápidamente en el universo temprano debido a que la materia regular era extremadamente densa. Por el contrario, cuando el universo comenzó a expandirse y la materia convencional disminuyó su densidad, el proceso se desaceleró fuertemente y la materia oscura se estabilizó en una proporción adecuada al esquema hoy conocido.

Los científicos destacaron que su modelo puede ser probado y no quedar únicamente como una especulación teórica, según un artículo publicado en newatlas.com. Creen que este mecanismo ha dejado una huella digital específica en la radiación cósmica de fondo, que podrá ser detectada en observaciones futuras.

Referencia

Dark Matter from Exponential Growth. Torsten Bringmann, Paul Frederik Depta, Marco Hufnagel, Joshua T. Ruderman, and Kai Schmidt-Hoberg. Physical Review Letters (2021). DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.191802

Foto: una imagen compuesta que muestra galaxias en luz óptica, emisiones de rayos X en rosa y masa invisible, o materia oscura, en azul. Créditos: NASA / CXC / M. Weiss – Observatorio de rayos X Chandra.