En una nueva investigación revisada por pares, un equipo de investigadores de la Universidad Northeastern afirma que la materia oscura puede haber jugado un papel mucho más importante de lo que pensábamos en el nacimiento de nuestro universo visible. Esta es 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 en la configuración de 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 donde ambos estén en pie de igualdad?
Intuitivamente, parece lógico que la materia oscura (que constituye el 95% del universo actual) haya desempeñado un papel en el Big Bang que lanzó nuestro cosmos, pero respaldarlo con evidencia es engañosamente difícil. En algunas clases de matemáticas y codificación, aprendes la idea de una “función de caja negra”, donde ingresas un valor y ves lo que sale, pero nunca ves con certeza el proceso que ocurre en el medio y que genera el resultado. aparecen al final. El Big Bang puede ser la función definitiva de la caja negra, y los científicos sólo pueden intentar realizar ingeniería inversa utilizando hipótesis cada vez más fundamentadas.
En su artículo, Jinzheng Li, estudiante de doctorado, y Pran Nath, profesor, tuvieron que modelar tanto el Big Bang como una serie de interacciones para revertir el papel de la materia oscura. Probaron la idea de que los sectores oscuro y visible están más conectados de lo que pensamos, es decir, podría haber más acoplamiento del esperado entre la materia oscura y la materia normal. En física hablamos de acoplamiento cuando dos partículas de cualquier tipo se unen por una de las cuatro fuerzas fundamentales: gravedad, electromagnetismo, interacción débil o interacción fuerte. Cuando se agrega materia oscura y 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 al 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 enorme en términos de física. Podríamos seguir utilizando el modelo estándar, sin que se produzcan valores atípicos particularmente preocupantes en la armonía matemática después de que los efectos de la materia oscura se reduzcan esencialmente a cero.
Pero ¿y si eso no siempre fuera cierto? ¿Qué pasaría si, posiblemente en el momento más clave, la materia oscura y la materia visible estuvieran acopladas de manera más “democrática”, lo suficientemente fuerte como para que ambas partes tuvieran una visión más equilibrada de lo que está sucediendo en nuestro universo?
Para averiguarlo, el equipo examinó un espacio teórico llamado “inflatón”, que los científicos utilizan para comprender y modelar la expansión (o “inflación”) increíblemente rápida del universo primitivo. Si dejamos de suponer que la materia oscura sólo participa en el débil acoplamiento del inflatón, de repente entra en juego un parámetro completamente nuevo. “El sector oculto y los sectores visibles podrían acoplarse democráticamente a la inflación”, escribió el equipo, “y en este caso, el sector oculto y los sectores visibles estarían en equilibrio térmico al final del recalentamiento”, o al final del el período de inflación.
Aunque esta idea puede chocar con el modelo estándar, los investigadores explican que en parte es por eso que debería interesar a los científicos. “[E]”El análisis indica que la inclusión de sectores ocultos aparece 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, al explicar el proceso de formación de nuestro universo, debemos considerar todas las posibilidades.
Caroline Delbert es escritora, ávida lectora y editora colaboradora de Pop Mech. También es una entusiasta de casi todo. Sus temas favoritos incluyen la energía nuclear, la cosmología, las matemáticas de las cosas cotidianas y la filosofía de todo ello.
