En un nuevo estudio, los investigadores establecieron una teoría innovadora que podría arrojar luz sobre la naturaleza esquiva de la materia oscura y la estructura a gran escala del Universo. Sugieren que los axiones, partículas ultraligeras, podrían ser su aglutinante. Resolver el enigma de la materia oscura (En astrofísica, materia oscura (o dark matter), traducción del inglés…) y la estructura del Universo bien podría ser uno de los descubrimientos más significativos de este siglo.
Una simulación por computadora de una sección del Universo con y sin axiones que muestra cómo la estructura de la red cósmica de materia oscura es menos grumosa si contiene axiones.
Crédito: Alexander Spencer Londres/Alex Laguë.
Publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, el estudio, realizado en la Universidad de Toronto (La Universidad de Toronto (Universidad de Toronto, U of T) es una universidad pública…), sugiere que el «problema se acumula»: la distribución inesperada de la materia en todo el Universo – está vinculada a la presencia de axiones. Según el autor principal del estudio, Keir Rogers, encontrar materia oscura en forma de axiones sería un avance científico…).
Los axiones, descritos como «borrosos» en la mecánica cuántica, pueden tener longitudes de onda más largas que las galaxias enteras. Esta peculiaridad influye en la formación y distribución de la materia oscura y podría explicar por qué el Universo es menos grumoso de lo esperado.
Para este estudio, el equipo de investigación analizó observaciones (La observación es la acción de seguir atentamente los fenómenos, sin la voluntad de…) de luz (Luz son todas las ondas electromagnéticas visibles por el ojo…) remanentes del Big Bang ( El Big Bang es el tiempo denso y caliente que el universo sabía que hay…), conocido como fondo cósmico de microondas (El fondo cósmico de microondas es el nombre que se le da a la radiación electromagnética de…) (CMB), obtenida de varios fuentes. Luego compararon estos datos con los de la Oscilación Bariónica (Una oscilación es un movimiento periódico o fluctuación. Las oscilaciones están en…) Estudio Espectroscópico (BOSS), que mapea (Mapeo se refiere a la realización y estudio de mapas geográficos. Le …) la posición de alrededor de un millón de galaxias en el Universo cercano.
El análisis de las fluctuaciones en la cantidad de materia en todo el Universo confirmó su distribución menos grumosa de lo esperado. Las simulaciones por computadora han predicho la aparición del resplandor y la distribución de las galaxias en un Universo con axiones. Estos cálculos coinciden con los datos de CMB y los datos de agrupamiento de galaxias, lo que respalda la idea de que los axiones «borrosos» podrían ser la causa de la apariencia grumosa.
En la formación del Universo, la gravedad construye una vasta estructura similar a una telaraña de filamentos que conectan galaxias y cúmulos de galaxias a lo largo de puentes invisibles de cientos de millones de años luz de largo. Esto se llama la red cósmica.
Crédito: Volker Springel (Instituto Max Planck de Astrofísica) et al.
Para Keir Rogers, la detección de una partícula de axión borrosa podría dar pistas sobre la corrección de la teoría de cuerdas, que ha dominado la búsqueda de una teoría del todo durante las últimas décadas.