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En una nueva investigación revisada por pares, un equipo de investigadores de la Universidad Northeastern afirma que la materia oscura puede haber desempeñado un papel mucho más importante en el nacimiento de nuestro universo visible de lo que pensábamos. Se trata de una gran afirmación: los físicos han considerado la materia oscura como una parte inexplicable y relativamente estable de la ecuación, no como un participante activo que dio forma a nuestro universo visible. Aunque los científicos coinciden en gran medida en que la materia oscura está muy, muy débilmente vinculada al universo visible, estos investigadores han planteado una pregunta: ¿existe un lugar en el que ambas estén en pie de igualdad?
Intuitivamente, parece lógico que la materia oscura (que representa el 95% del universo actual) haya desempeñado un papel en el Big Bang que inició la existencia de nuestro cosmos, pero apoyarlo con pruebas es engañosamente difícil. En algunas clases de matemáticas y codificación, se aprende la idea de una "función de caja negra", en la que se introduce un valor y se ve lo que sale, pero nunca se ve con seguridad el proceso que ocurre en el medio y que hace que el resultado aparezca al final. El Big Bang puede ser la última función de caja negra, y los científicos sólo pueden tratar de revertir la ingeniería utilizando hipótesis cada vez más educadas.
En su artículo, Jinzheng Li, doctorando, y Pran Nath, profesor, tuvieron que modelizar tanto el Big Bang como una serie de interacciones para revertir el papel de la materia oscura. Pusieron a prueba la idea de que los sectores oscuro y visible están más conectados de lo que pensamos, es decir, que podría haber más acoplamiento del esperado entre la materia oscura y la materia normal. En física, se habla de acoplamiento cuando dos partículas de cualquier tipo están unidas por una de las cuatro fuerzas fundamentales: gravedad, electromagnetismo, interacción débil o interacción fuerte. Al añadir la materia oscura y la energía oscura a la mezcla, también hay interacciones "débiles", que son mucho más débiles que, bueno, débiles.
Trabajar con interacciones débiles permite a los científicos considerar modelos distintos del Modelo Estándar para intentar explicar el universo. Es como sustituir 0,0001, para no dividir por cero. Y si toda la materia oscura estuviera débilmente acoplada al universo visible, eso reforzaría la idea de que el universo visible tiene una influencia desmesurada en términos de física. Podríamos seguir utilizando el modelo estándar, sin ningún valor atípico particularmente preocupante en la armonía matemática después de que los efectos de la materia oscura se reduzcan esencialmente a cero.
Pero, ¿y si eso no fuera siempre cierto? ¿Y si, en el momento posiblemente más clave, la materia oscura y la materia visible estuvieran acopladas de forma más "democrática", lo suficientemente fuerte como para que ambas partes tuvieran una opinión más equilibrada sobre lo que ocurre en nuestro universo?
Para averiguarlo, el equipo examinó un espacio teórico denominado "inflatón", que los científicos utilizan para comprender y modelizar la expansión insondablemente rápida (o "inflación") del universo primitivo. Si dejamos de suponer que la materia oscura sólo participaba en el débil acoplamiento del inflatón, de repente entra en juego todo un nuevo parámetro. "El sector oculto y los sectores visibles podrían acoplarse democráticamente al inflatón", escribió el equipo, "y en este caso, el sector oculto y los sectores visibles estarían en equilibrio térmico al final del recalentamiento", o el final del periodo del inflatón.
Aunque esta idea puede chocar con el modelo estándar, los investigadores explican que es en parte por eso por lo que debería interesar a los científicos. "[E]l análisis indica que la inclusión de sectores ocultos que aparecen en una variedad de modelos de física de partículas más allá del modelo estándar, y por lo tanto, su inclusión será relevante para la descripción precisa de los fenómenos físicos", concluyen.
En otras palabras, a la hora de explicar el proceso de formación de nuestro universo, deberíamos considerar todas las posibilidades.
Caroline Delbert is a writer, avid reader, and contributing editor at Pop Mech. She's also an enthusiast of just about everything. Her favorite topics include nuclear energy, cosmology, math of everyday things, and the philosophy of it all.
