Nueva investigación presenta evidencia convincente de que la materia oscura interactúa con partículas cósmicas «fantasma» llamadas neutrinos. De ser así, esta interacción podría suponer un serio desafío para el modelo estándar de la cosmología, nuestro mejor modelo actual del universo.
Los neutrinos se ganan su apodo fantasmal debido a que, al viajar por el espacio a velocidades cercanas a la de la luz, estas partículas sin carga y prácticamente sin masa apenas interactúan con otras, atravesando objetos sólidos como planetas. De hecho, las interacciones entre estas partículas y otra materia son tan raras y fugaces que alrededor de 100 billones de neutrinos atraviesan tu cuerpo cada segundo sin que lo sientas. La materia oscura es similar; aunque representa alrededor del 85% de la materia del universo, lo que compone la materia oscura también apenas interactúa con la materia ordinaria y la luz, si es que lo hace. De hecho, siendo prácticamente invisible, la materia oscura solo puede inferirse por su interacción con la gravedad y el efecto que esto tiene sobre la luz y la materia convencional.
La evidencia para esta sugerencia, potencialmente revolucionaria, proviene de observaciones del universo en su estado actual, realizadas por la Dark Energy Camera en el telescopio Victor M. Blanco en Chile, de mapas de galaxias creados por el Sloan Digital Sky Survey, y de detalles del pasado distante del universo recopilados tanto por el Atacama Cosmology Telescope (ACT) como por el European Space Agency (ESA) y su telescopio espacial Planck.
Estas observaciones han revelado que el universo moderno es menos «aglomerado» de lo que debería ser. Este enigma cósmico podría explicarse por interacciones entre la materia oscura y los neutrinos, lo que impactaría la forma en que se forman y evolucionan las estructuras cósmicas como las galaxias.
«Nuestros resultados abordan un rompecabezas de larga data en la cosmología. Las mediciones del universo temprano predicen que las estructuras cósmicas deberían haber crecido más fuertemente con el tiempo de lo que observamos hoy», declaró Eleonora Di Valentino, miembro del equipo de la Universidad de Sheffield. “Sin embargo, las observaciones del universo moderno indican que la materia está ligeramente menos agrupada de lo esperado, lo que apunta a una ligera discrepancia entre las mediciones tempranas y tardías. Esta tensión no significa que el modelo cosmológico estándar sea incorrecto, pero puede sugerir que es incompleto.
«Nuestro estudio muestra que las interacciones entre la materia oscura y los neutrinos podrían ayudar a explicar esta diferencia, ofreciendo una nueva perspectiva sobre cómo se formó la estructura en el universo», añadió Di Valentino.
El siguiente paso es probar esta idea, algo que el equipo cree que es posible utilizando observaciones precisas de futuros telescopios de un fósil cósmico llamado el Cosmic Microwave Background (CMB), un remanente de un evento en el universo poco después del Big Bang. Los astrónomos también podrían probar esta teoría utilizando un efecto específico que los objetos de gran masa tienen sobre el espacio, y por lo tanto sobre la luz, un fenómeno llamado «lente gravitacional«. Esto les permitiría medir mejor la distribución de la materia ordinaria y la materia oscura.
«Si esta interacción entre la materia oscura y los neutrinos se confirma, sería un avance fundamental», dijo William Giarè, miembro del equipo de la Universidad de Hawái. «No solo arrojaría nueva luz sobre una discrepancia persistente entre diferentes sondas cosmológicas, sino que también proporcionaría a los físicos de partículas una dirección concreta, indicando qué propiedades buscar en experimentos de laboratorio para finalmente desvelar la verdadera naturaleza de la materia oscura».
La investigación del equipo se publicó el 2 de enero en la revista Nature Astronomy.
