Telescopio de ondas gravitacionales detectaría materia oscura en el sistema solar


Los intentos de detectar directamente la materia oscura han fracasado. Un equipo de físicos ha propuesto un método completamente nuevo: si la materia oscura existe en grupos que ocasionalmente pasan por el sistema solar, podemos detectar su ligera influencia con detectores de ondas gravitacionales ultrasensibles.

Los astrónomos tienen una amplia variedad de evidencia indirecta de la existencia de materia oscura. Todo, desde las curvas de rotación de las galaxias hasta la formación de las estructuras más grandes del universo, nos dice que el universo está dominado por algún nuevo tipo de partícula fundamental que no interactúa con la luz.

Esta imagen muestra la galaxia MCS J0416.1–2403, uno de los seis cúmulos objetivo del programa Hubble Frontier Fields. El azul de esta imagen es un mapa de masa creado mediante el uso de nuevas observaciones del Hubble combinadas con el poder de aumento de un proceso conocido como lente gravitacional. En rojo está el gas caliente detectado por el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA y muestra la ubicación del gas, el polvo y las estrellas en el cúmulo. La materia que se muestra en azul y que está separada de las áreas rojas detectadas por Chandra consiste en lo que se conoce como materia oscura y que solo puede detectarse directamente mediante lentes gravitacionales. Crédito: ESA/Hubble, NASA, HST Frontier Fields. Agradecimientos: Mathilde Jauzac (Universidad de Durham, Reino Unido) y Jean-Paul Kneib (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suiza).

Y, sin embargo, todos los intentos de detectar directamente la materia oscura a través de experimentos de laboratorio en la Tierra han fracasado. Una posibilidad de esta discrepancia es que la materia oscura sea mucho más grumosa de lo que pensábamos.

Los experimentos de detección directa asumen que la materia oscura se distribuye suavemente dentro de cada galaxia. Pero muchos modelos de materia oscura sugieren que, en cambio, puede agruparse en esferas del tamaño de un sistema solar típico. En escalas grandes esto no importaría (por ejemplo, las curvas de rotación de las galaxias saldrán igual) pero en escalas pequeñas importaría mucho. Tal vez no hayamos encontrado materia oscura directamente porque no tenemos suerte, y un grupo simplemente no ha pasado por el sistema solar en el tiempo que hemos estado buscando materia oscura.

Lo más desafiante de la materia oscura es que casi nunca, o nunca, interactúa con la materia normal. Pero todavía da a conocer su presencia a través de la gravedad.

Un equipo de físicos espera aprovechar esta propiedad para desarrollar un nuevo esquema de detección, según un artículo reciente. A medida que un grupo errante pasa a través del sistema solar, empujará suavemente toda la materia normal que orbita alrededor del Sol. Eso incluye la materia dentro de un detector de ondas gravitacionales.

Los físicos descubrieron que un detector de ondas gravitacionales sensible al rango de frecuencia de alrededor de un microhercio podría encontrar un grupo de materia oscura una vez cada veinte años.

Si bien intrigante, este enfoque enfrenta varios desafíos. Por un lado, todavía no tenemos detectores de ondas gravitacionales que operen en esas frecuencias. En segundo lugar, los cálculos suponen que casi toda la materia oscura se encuentra en forma de grumos del tamaño del sistema solar. Si la materia oscura se agrupa de una manera diferente, la capacidad de un detector de ondas gravitacionales para encontrarla se reduce.

Aún así, dado el impulso actual para encontrar evidencia adicional de materia oscura, vale la pena intentarlo.

Con información de Universetoday

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