La materia oscura, uno de los secretos mejor guardados del universo, puede haber estado pintando silenciosamente el cosmos en tonos débiles y detectables de rojo y azul todo el tiempo, sugiere un nuevo estudio.
materia oscura Constituye más del 80% de la materia del universo, pero no emite, absorbe ni refleja luz, lo que hace imposible observarla directamente. Ahora, un nuevo estudio teórico realizado por científicos de la Universidad de York en el Reino Unido sugiere que la luz que pasa a través de regiones del espacio ricas en materia oscura podría adquirir un tinte tenue, ligeramente rojo o azul, dependiendo del tipo de materia oscura que encuentre.
El efecto sería extraordinariamente sutil, demasiado débil para que lo detecten los telescopios actuales, pero potencialmente mensurable con la próxima generación de observatorios ultrasensibles, dicen los investigadores.
«Es una pregunta bastante inusual en el mundo científico, porque la mayoría de los investigadores estarían de acuerdo en que la materia oscura es oscura», afirma el coautor del estudio. Mijaíl Bashkánov de la Universidad de York dijo en un declaración. «Pero hemos demostrado que incluso la materia oscura, que es la más oscura imaginable, todavía podría tener una especie de firma de color».
El equipo compara el concepto con la «regla de los seis apretones de manos», la teoría del siglo XX de que dos personas cualesquiera en la Tierra están conectadas por una cadena de, como máximo, seis conocidos. De manera similar, sugiere el estudio, incluso si la materia oscura no interactúa directamente con la luz, podría hacerlo indirectamente a través de partículas intermedias que ambas partes «conocen», incluida la bosón de Higgsla llamada «partícula de Dios» que representa el campo de Higgs, que es el responsable de dar masa a otras partículas.
Este vínculo indirecto podría permitir que los fotones, las partículas de luz, se dispersen ligeramente de las partículas de materia oscura, dejando un susurro de color o una «huella digital» de polarización en la luz, sugiere el estudio.
«Es una idea fascinante, y lo que es aún más emocionante es que, bajo ciertas condiciones, este ‘color’ podría ser detectable», dijo Bashkanov en el comunicado. «Con el tipo adecuado de telescopios de próxima generación, podríamos medirlo».
En su estudio, publicado A principios de este mes en la revista Physics Letters B, Bashkanov y su equipo llevaron a cabo lo que dicen son los primeros cálculos detallados de con qué fuerza la luz podría dispersarse de la materia oscura.
Los hallazgos sugieren que si la materia oscura está formada por partículas masivas de interacción débil, o WIMP, que interactúan a través de la fuerza nuclear débil, entonces la luz que pasa a través de una región rica en WIMP perdería primero algunos de sus fotones azules de alta energía, dejando la luz transmitida ligeramente teñida de rojo. Por el contrario, si la materia oscura interactúa sólo a través de la gravedad, los fotones se dispersarían en sentido contrario, dando a la luz un ligero cambio hacia el azul, señala el estudio.
En ambas situaciones, las interacciones son mínimas pero no nulas, dicen los investigadores, lo que significa que la materia oscura podría dejar una «huella» detectable en la luz que viaja a través de regiones densas de ella, como los centros de las galaxias o los cúmulos de galaxias.
Sus cálculos muestran que estos efectos podrían distorsionar ligeramente el espectro luminoso de objetos distantes. El brillo de una galaxia, por ejemplo, puede aparecer microscópicamente más rojo o más azul dependiendo del tipo dominante de materia oscura que se encuentra entre ella y la Tierra. En principio, tales diferencias podrían ayudar a los científicos a distinguir entre modelos de materia oscura en función de si la luz cósmica se desvía hacia el rojo o hacia el azul mientras viaja a través del espacio rico en materia oscura.
«En este momento, los científicos están gastando miles de millones en diferentes experimentos: algunos para encontrar WIMP, otros para buscar axiones o fotones oscuros», dijo Bashkanov en el mismo comunicado. «Nuestros resultados muestran que podemos limitar dónde y cómo debemos mirar en el cielo, lo que podría ahorrar tiempo y ayudar a centrar esos esfuerzos».
Detectar cambios tan pequeños requeriría telescopios ultraprecisos y un análisis minucioso de la luz que ha viajado miles de millones de años luz a través del cosmos. Los futuros observatorios con una excepcional sensibilidad espectral y de polarización, como el Telescopio Europeo Extremadamente Grande y el Telescopio Espacial Romano Nancy Grace de la NASA, algún día podrían probar estas predicciones.
Si se confirman, los hallazgos abrirían una ventana de observación completamente nueva sobre la materia oscura, acercando a los científicos a desentrañar uno de los mayores misterios de la cosmología.
