La materia oscura podría ser más antigua que el Big Bang

Un nuevo estudio de la Universidad Johns Hopkins ahora sugiere que la materia oscura pudo haber existido antes del Big Bang, utilizando para esta hipótesis un marco matemático simple. El estudio, publicado en Physical Review Letters, presenta una nueva idea de cómo nació la materia oscura y cómo identificarla con observaciones astronómicas.

"El estudio reveló una nueva conexión entre la física de partículas y la astronomía. Si la materia oscura consiste en nuevas partículas que nacieron antes del Big Bang, afectan la forma en que las galaxias se distribuyen en el cielo de una manera única. Esta conexión puede usarse para revelar su identidad y sacar conclusiones sobre los tiempos anteriores al Big Bang también", explica Tommi Tenkanen, becario postdoctoral en Física y Astronomía en la Universidad Johns Hopkins y autor del estudio.

Si bien no se sabe mucho sobre sus orígenes, los astrónomos han demostrado que la materia oscura desempeña un papel crucial en la formación de galaxias y cúmulos de galaxias. Aunque no es directamente observable, saben que la materia oscura existe por sus efectos gravitacionales sobre cómo la materia visible se mueve y se distribuye en el espacio.

Durante mucho tiempo, los investigadores creyeron que la materia oscura debe ser una sustancia sobrante del Big Bang. Han buscado durante mucho tiempo este tipo de materia oscura, pero hasta ahora todas las búsquedas experimentales no han tenido éxito. "Si la materia oscura fuera realmente un remanente del Big Bang, en muchos casos los investigadores ya deberían haber visto una señal directa de materia oscura en diferentes experimentos de física de partículas", mantiene Tenkanen.

"No sabemos qué es la materia oscura, pero si tiene algo que ver con partículas escalares (representadas en la distribución espacial de una magnitud), puede ser más antigua que el Big Bang. Con el escenario matemático propuesto, no tenemos que asumir nuevos tipos de interacciones entre materia visible y oscura más allá de la gravedad, que ya sabemos que está allí ", defiende.

Si bien la idea de que la materia oscura existía antes del Big Bang no es nueva, otros teóricos no han podido hacer cálculos que respalden la idea. El nuevo estudio muestra que los investigadores siempre han pasado por alto el escenario matemático más simple posible para los orígenes de la materia oscura. También sugiere una forma de probar el origen de la materia oscura al observar las firmas que deja la materia oscura en la distribución de la materia en el universo.

"Si bien este tipo de materia oscura es demasiado difícil de encontrar en experimentos con partículas, puede revelar su presencia en observaciones astronómicas. Pronto aprenderemos más sobre el origen de la materia oscura cuando se lance el satélite Euclides en 2022. Será es muy emocionante ver lo que revelará sobre la materia oscura y si sus hallazgos pueden usarse para alcanzar los tiempos anteriores al Big Bang ", concluye.