Materia oscura estaría compuesta de axiones

Hay algunas noticias potencialmente importantes sobre la búsqueda de la materia oscura. Los astrónomos pueden tener una idea de lo que hace que este misterioso material cósmico: partículas extrañas llamadas “axiones”.

Sin embargo, en lugar de buscar axiones directamente, un equipo multinacional de investigadores dirigido por Keir Rogers de la Universidad de Toronto buscó algo más. Se centraron en la “grumosidad” del Universo y descubrieron que la materia cósmica está distribuida más uniformemente de lo esperado.

Entonces, ¿qué papel juegan aquí los axiones? La mecánica cuántica explica estas partículas ultraligeras como “difusas” porque exhiben un comportamiento ondulatorio. Resulta que sus longitudes de onda pueden ser más grandes que galaxias enteras. Aparentemente, esa borrosidad juega un papel en suavizar el Universo al influir en la formación y distribución de la materia oscura. Si eso es cierto, entonces explica en gran medida por qué la materia en el cosmos se distribuye de manera más uniforme. Implica que los axiones juegan un papel en la distribución de la materia en el cosmos.

Hay algunas noticias potencialmente importantes sobre la búsqueda de la materia oscura. Los astrónomos pueden tener una idea de lo que hace que este misterioso material cósmico: partículas extrañas llamadas “axiones”.

Sin embargo, en lugar de buscar axiones directamente, un equipo multinacional de investigadores dirigido por Keir Rogers de la Universidad de Toronto buscó algo más. Se centraron en la “grumosidad” del Universo y descubrieron que la materia cósmica está distribuida más uniformemente de lo esperado.

Entonces, ¿qué papel juegan aquí los axiones? La mecánica cuántica explica estas partículas ultraligeras como “difusas” porque exhiben un comportamiento ondulatorio. Resulta que sus longitudes de onda pueden ser más grandes que galaxias enteras. Aparentemente, esa borrosidad juega un papel en suavizar el Universo al influir en la formación y distribución de la materia oscura. Si eso es cierto, entonces explica en gran medida por qué la materia en el cosmos se distribuye de manera más uniforme. Implica que los axiones juegan un papel en la distribución de la materia en el cosmos.

El siguiente paso fue observar la distribución de galaxias. El equipo utilizó conjuntos de datos de agrupamiento del Estudio Espectroscópico de Oscilación de Bariones (BOSS), que contiene las posiciones de casi un millón de galaxias cercanas. Esencialmente, compararon cómo se veían las cosas “hace mucho tiempo” con cómo se ven en épocas “modernas” de la historia cósmica. Esto mostró cuánto cambió la distribución de la materia con el tiempo. Curiosamente, la distribución de las galaxias también refleja el comportamiento de la materia oscura bajo las fuerzas gravitatorias. Esto permitió al equipo mapear las fluctuaciones en la cantidad de materia a lo largo del tiempo y el espacio. La mayoría de las predicciones sugirieron que habría más grumos en el Universo, pero este análisis mostró que hay menos.

Implicaciones del axión

El siguiente desafío fue descubrir qué tipo de materia oscura podría explicar la distribución inesperadamente más suave de la materia. El equipo de investigación creó simulaciones por computadora de un universo con largas ondas de materia oscura. Pidieron a las simulaciones que predijeran la aparición de la luz reliquia del Big Bang y la distribución de las galaxias. El resultado fue sorprendente: se parecían a los datos CMB reales y la distribución “cercana” de las galaxias. Esencialmente, cuando la materia oscura está compuesta de axiones, las simulaciones muestran que las estructuras a gran escala se acercan mucho a las observaciones reales.

Si bien no es una prueba irrefutable de que los axiones son materia oscura, las implicaciones para los axiones son sólidas. Demostrar que son la “cosa” de la materia oscura requerirá más observaciones. “Ahora tenemos las herramientas que podrían permitirnos comprender finalmente algo experimentalmente sobre el misterio centenario de la materia oscura, incluso en la próxima década más o menos, y eso podría darnos pistas para responder a preguntas teóricas aún más importantes”, dijo Rogers. . “La esperanza es que los elementos desconcertantes del Universo puedan resolverse”.

Específicamente, los astrónomos necesitan realizar más estudios a gran escala de galaxias, millones de ellas. Esa podría ser una de las primeras grandes contribuciones del Observatorio Vera Rubin en Chile, que pronto se inaugurará. El equipo de investigación podría comparar su teoría sobre la aglomeración cósmica con las observaciones directas de la materia oscura a través de lentes gravitacionales. La materia oscura “dobla” gravitacionalmente la luz de galaxias distantes. Esa propiedad permite a los astrónomos trazar un mapa de la distribución de este material misterioso en todo el Universo.

¿Qué más podría ser la materia oscura?

Comprender qué es la materia oscura sigue siendo una cuestión científica fundamental apremiante. También es clave para comprender el origen y el futuro del Universo. Los astrónomos sospecharon de su existencia desde principios del siglo XX. Sin embargo, no se “probó” que existiera hasta que Vera Rubin y otros hicieron observaciones que proporcionaron una fuerte evidencia de “algo” que influye en los movimientos y distribuciones de las galaxias.

A la gente se le han ocurrido partículas teóricas (u otros objetos) para explicarlo. Aparte de los axiones, una idea sugiere algo llamado “partículas masivas de interacción débil” (WIMPS). Algunos han sugerido que los neutrinos podrían ser parte del “problema” de la materia oscura, además de objetos como los agujeros negros primordiales o cosas llamadas objetos de halo compacto masivo (MACHO). El último descubrimiento podría empujar la definición teórica de materia oscura más firmemente hacia los axiones.

Con información de UniverseToday.com