Una vez más, nos encontramos con una historia de misterio y oscuridad. Una historia sobre la materia oscura. Es un relato bien conocido, pero esta vez involucra una interacción entre la materia oscura y los neutrinos.
La materia oscura, por supuesto, constituye la mayor parte de la materia en el cosmos según el modelo estándar y, por definición, no interactúa fuertemente con la luz. Ha habido cierto debate sobre si la materia oscura interactúa consigo misma, pero hasta ahora no hay evidencia sólida que sugiera que lo hace. Los neutrinos tampoco interactúan fuertemente con la luz. Técnicamente, los neutrinos cumplen las condiciones para ser materia oscura, pero las partículas de neutrinos se mueven tan rápido que son una forma «caliente» de materia oscura. Sin embargo, la evidencia observacional que tenemos de la materia oscura sugiere que es «fría». Por lo tanto, los neutrinos no son la materia oscura que estamos buscando.
Dado que ni los neutrinos ni la materia oscura fría interactúan fuertemente con la materia, no ha habido mucha razón para creer que interactúen entre sí. Pero un nuevo estudio argumenta que sí lo hacen. Los autores incluso sugieren que estas interacciones podrían ayudar a resolver el problema de la tensión de Hubble.
The interaction model straddles the range between conflicting cosmological data sets. Credit: Zu, et al.
El estudio se centró en un efecto conocido como «cizalladura cósmica». Se trata de una sutil distorsión en la forma en que las galaxias desvían la luz distante por efecto de lente gravitacional. Si una galaxia fuera perfectamente esférica, el desvío de la luz distante sería circular. Pero como las galaxias no son perfectamente circulares, la luz desviada se distorsiona. Para una sola galaxia, esto no significa mucho, pero las galaxias dentro de una gran estructura de galaxias tienen una alineación intrínseca, lo que produce una ligera alineación o cizalladura en los objetos desviados. Al realizar grandes estudios de galaxias que actúan como lentes gravitacionales, podemos medir la cizalladura cósmica y comprender la estructura a gran escala del Universo.
La clave es que si los neutrinos y la materia oscura interactúan, esto afectaría a las estructuras a gran escala de los cúmulos y vacíos galácticos, lo que a su vez impactaría en nuestra medición de la cizalladura cósmica. Utilizando datos de cizalladura cósmica recopilados por el Dark Energy Survey durante 3 años, utilizando el telescopio Blanco en el norte de Chile, los autores encontraron un nivel de interacción de aproximadamente 1 de cada 10.000. Si bien esto sugiere que existe una interacción entre los dos, la significación estadística de su resultado es de solo 3σ, lo que no es suficiente para considerarse una prueba definitiva.
Futuros estudios de cizalladura cósmica, como los que se pueden realizar con datos del Observatorio Rubin, permitirán pronto al equipo precisar los resultados. Si las nuevas observaciones confirman sus hallazgos, tendremos que revisar nuestro modelo cosmológico estándar. Pero también es posible que los datos no se mantengan y esta idea se una a la multitud de otras que nos ofrecen posibilidades, pero no respuestas. Por ahora, el oscuro misterio continúa.
Referencia: Zu, Lei, et al. «A solution to the S8 tension through neutrino–dark matter interactions.» *Nature Astronomy* (2026): 1-9.
