Un nuevo modelo para explicar la materia oscura podría resolver dos problemas de Física
Un modelo llamado materia oscura autointeractiva (SIDM) puede explicar los problemas que presentan los modelos anteriores de materia oscura.
Alrededor del 85% de la materia del Universo es un tipo llamado materia oscura, mientras que todo lo demás que vemos (materia visible) consta de sólo el 15%. En otras palabras, todo lo que observamos no es ni la mitad de la materia del Universo . Vivimos en un Universo del que ni siquiera sabemos exactamente qué es más de 3/4 de él.
Ésta es una de las razones por las que la búsqueda de la comprensión de la materia oscura es un área candente en la física. La materia oscura y la energía oscura son los temas principales dentro de la ciencia y la persona que finalmente logre explicar qué es probablemente ganará el Premio Nobel.
Eso es lo que busca un grupo de investigadores de la Universidad de California. En un nuevo artículo publicado en Astrophysical Journal Letters, el grupo propuso un modelo llamado materia oscura autointeractiva (SIDM). Este nuevo modelo consigue explicar dos problemas que otros modelos de materia oscura enana aún no pueden dar respuesta.
Materia oscura
Hasta donde sabemos, podemos dividir la materia del Universo en dos tipos: materia visible y materia oscura. La materia visible, también llamada materia bariónica, está formada por todo lo que observamos desde nosotros mismos hasta las estrellas y galaxias. El nombre visible viene precisamente porque tiene interacción electromagnética.
La materia oscura es un tipo de materia que no tiene interacción electromagnética y no podemos observarla a través de ningún tipo de luz. La existencia de materia oscura sólo se detecta a través de interacciones gravitacionales donde nos damos cuenta de que hay algo “invisible” interactuando con la materia de las galaxias y los cúmulos.
Diferencia de materia oscura y energía oscura
Una pregunta muy común es si la materia oscura y la energía oscura están asociadas de alguna manera. Cada término está asociado a un fenómeno diferente. Mientras que la materia oscura está asociada a un tipo de materia que solo interactúa gravitacionalmente, por tanto, a nivel local, la energía oscura está asociada a escalas mayores.
La energía oscura está relacionada con la expansión del Universo. El Universo se está expandiendo rápidamente y aún se desconoce la causa de ello. El nombre de la “cosa” responsable de esta expansión fue energía oscura. La energía oscura es precisamente la que hace que el Universo se expanda y no sabemos exactamente qué es.
¿Cuáles son los modelos actuales de materia oscura?
En las últimas décadas, varios físicos y astrofísicos han propuesto explicar la materia oscura con diferentes modelos. Actualmente, hay mucho en juego para un modelo llamado materia oscura fría o CDM.
La naturaleza de las partículas del CDM aún se desconoce, aunque muchos físicos apuestan por partículas llamadas WIMP. Las WIMP serían partículas que interactúan débilmente pero aún tienen masa, es decir, la interacción gravitacional sería detectable.
El problema del MDL
A pesar de ser el modelo favorable tanto para observaciones de estructuras en el Universo como para simulaciones por ordenador, el MDL todavía tiene una manera de explicar algunos aspectos. Uno de ellos sería sobre halos con alta densidad de materia oscura alrededor de galaxias elípticas y el otro sería sobre galaxias ultradifusas.
Estos dos aspectos serían extremos opuestos, ya que uno se ocupa de una alta densidad de materia oscura mientras que el otro se refiere a cuando la densidad es baja. Éstas son dos piezas del rompecabezas que el MDL aún debe ensamblar.
SIDM
Para resolver estos problemas, el grupo de la Universidad de California propuso un modelo llamado materia oscura autointeractiva o SIDM. En este modelo, las partículas interactuarían a través de algo que llaman “fuerza oscura” y las colisiones se producirían principalmente en los centros de las galaxias.
El grupo simuló el modelo mediante simulaciones por computadora que explicarían las observaciones de los dos aspectos mencionados anteriormente. Llegaron a la conclusión de que estas colisiones podrían transferir calor y afectar la densidad en esa región y en el halo. Esto podría explicar ambos extremos.
¿Estamos cerca de encontrar materia oscura?
SIDM aparece como una propuesta para la materia oscura pero hay una buena pelea con otros modelos que asumen que la materia oscura no es colisional. Varias observaciones han demostrado que la materia oscura tiene la característica de no colisionar y SIDM tendrá que explicar estas observaciones.
Aún queda un largo camino por recorrer para SIDM y otros modelos. El CDM seguirá siendo el favorito de los físicos durante un tiempo y, quién sabe, alguien confirmará que es el modelo adecuado para explicar la materia oscura. Pero hasta entonces, es interesante que surjan nuevos modelos para explicar lo que el MDL aún no explica.