En el ámbito de la astrofísica, la existencia de materia oscura ha sido una teoría predominante utilizada para explicar las anomalías observadas en el universo. A diferencia de la materia ordinaria, la materia oscura no emite, absorbe ni refleja luz, por lo que es invisible y detectable sólo a través de sus efectos gravitacionales.
Simulaciones por computadora recientes realizadas por un equipo de astrónomos, incluidos los del Universidad de California, Irvinebrindan un apoyo convincente para este componente esquivo de nuestro universo.
Uniendo observaciones y teoría
La pregunta principal que aborda la investigación es si el universo puede explicarse completamente mediante la materia que podemos ver y medir directamente o si el concepto de materia oscura es necesario para dar cuenta de observaciones que de otro modo permanecerían sin explicación.
Actualmente, el consenso entre los físicos se inclina fuertemente hacia la necesidad de la materia oscura para explicar fenómenos como el comportamiento de las estrellas y las galaxias.
El autor principal del estudio, Francisco Mercado, recién graduado de doctorado del Departamento de Física y Astronomía de UC Irvine, es ahora un becario postdoctoral en Pomona College.
“Nuestro artículo muestra cómo podemos utilizar relaciones reales observadas como base para probar dos modelos diferentes para describir el universo. Hicimos una prueba poderosa para discriminar entre los dos modelos”, dijo Mercado.
Existencia de materia oscura
El enfoque del equipo implicó realizar simulaciones que incorporaban tanto materia normal como materia oscura. Estas simulaciones tenían como objetivo recrear las características observadas en galaxias reales, que son difíciles de explicar sin la presencia de materia oscura.
Los hallazgos revelan que estas características coinciden con las esperadas en un universo de materia oscura.
“Demostramos que tales características aparecen en observaciones de muchas galaxias reales. Si tomamos estos datos al pie de la letra, esto reafirma la posición del modelo de materia oscura como el que mejor describe el universo en el que vivimos”, explicó Mercado.
Confirmando el papel de la materia oscura
El estudio también exploró la relación entre la materia visible y la presencia inferida de materia oscura en las galaxias.
James Bullock, decano de la Facultad de Ciencias Físicas de la UCI, proporcionó más información. “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 materia oscura es en realidad evidencia de que nuestra teoría de la gravedad es errónea”, dijo el profesor Bullock. .
“Lo que demostramos 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. Salgo aún más convencido de que la materia oscura es el modelo correcto”.
Curiosamente, las observaciones que confirmaron estas características fueron realizadas inicialmente por defensores de un universo libre de materia oscura.
“Las observaciones que examinamos (las mismas observaciones en las que encontramos estas características) fueron realizadas por partidarios de las teorías libres de materia oscura. A pesar de su presencia obvia, esa comunidad realizó poco o ningún análisis sobre estas características. Fue necesaria gente como nosotros, científicos que trabajan con materia regular y oscura, para iniciar la conversación”, señaló el profesor Jorge Moreno del Pomona College.
El futuro de la investigación de la materia oscura
“A medida que las estrellas nacen y mueren, explotan en supernovas, que pueden dar forma a los centros de las galaxias, lo que explica naturalmente la existencia de estas características”, dijo 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 está ganando terreno como la descripción más precisa del universo, los investigadores no se duermen en los laureles.
Mercado compartió su visión de los próximos pasos: “Sería interesante ver si podríamos utilizar esta misma relación para distinguir incluso entre diferentes modelos de materia oscura. Comprender cómo cambia esta relación bajo distintos modelos de materia oscura podría ayudarnos a limitar las propiedades de la propia materia oscura”.
A medida que continúa la investigación, la esperanza es que futuras simulaciones y observaciones no solo validen la presencia de materia oscura sino que también ayuden a refinar nuestra comprensión de sus propiedades, lo que podría conducir a descubrimientos innovadores en nuestra comprensión del cosmos.
El estudio se publica en la revista. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
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2024-05-04 15:37:07
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