Ha desaparecido casi 95 por ciento del universo, y este misterio cósmico se ha explicado mediante la existencia de materia oscura y energía oscura. La materia oscura compone casi 27 por ciento del universo, mientras que la energía oscura representa el 68 por ciento.
El problema de la materia oscura y la energía oscura es, precisamente, que son “oscuras”. Podemos ver la materia normal -por ejemplo, la que conforma las estrellas y los planetas-, pero parece que la materia oscura y la energía oscura no absorben ni emiten radiación electromagnética que las vuelva visibles. Si bien los científicos han confirmado que existen debido a sus efectos gravitacionales en la materia observable, no ha sido posible precisar los detalles de sus propiedades físicas.
El Dr. Jamie Farnes, de la Universidad de Oxford, Reino Unido, ha propuesto una nueva teoría que intenta desentrañar los misterios de la materia oscura y la energía oscura, para lo cual las ha unificado en un “fluido oscuro” muy extraño que tiene masa negativa.
En su estudio, publicado el 5 de diciembre en la revista Astronomy and Astrophysics, Farnes analiza la posibilidad de que exista un fluido con un tipo de “gravedad negativa”, el cual repele cualquier otro material que nos rodee. En cambio, si pudieras empujar la materia de masa negativa, esta se desplazaría rápidamente hacia ti, en vez de alejarse.
Aunque la idea de las masas negativas ya se había vinculado con la materia oscura y la energía oscura, ese concepto fue abandonado porque no encaja con las evidencias observacionales. En entrevista con Newsweek, Farnes explicó: “Sabemos que la materia -como las partículas de masa negativa- se habría dispersado con la expansión del universo. No obstante, las observaciones de la energía oscura demuestran que esta sustancia no se dispersa con el tiempo. De hecho, se mantiene constante durante la expansión del universo”. Para resolver este dilema, Farnes ha modificado la teoría de la relatividad de Einstein para justificar la creación de la materia y la masa negativa.
Según la teoría de la creación de la materia -una de las primeras hipótesis propuestas como alternativa del Big Bang- establece que hay una generación ininterrumpida de materia que repone materiales a medida que se expande el universo. Farnes señala que hoy se sabe que eso no aplica a la materia normal, pero podría explicar la materia negativa.
“La nueva teoría propone que las partículas de masa negativa se crean de manera continua, por lo que esas partículas se reponen sin cesar conforme el universo se expande”, informó Farnes. “Según este concepto, las masas negativas creadas constantemente podrían ser idénticas a la energía oscura”. Al combinar la creación de materia y la masa negativa, la energía oscura y la materia oscura podrían unificarse en una misma sustancia: un “fluido oscuro”.
Sabemos que hay materia oscura debido a su influencia gravitacional en las galaxias. Diversas observaciones demuestran que las galaxias giran más rápido de lo que debieran; tan rápido, que tendrían que desintegrarse. Sin embargo, parece que la materia oscura las mantiene unidas. A fin de probar su teoría, Farnes creó un modelo 3D computarizado de su fluido oscuro para averiguar si preservaba la integridad de una galaxia. Y así fue. “Utilizamos una simulación computarizada del universo para probar el nuevo modelo y, de manera natural, parece generar halos de materia oscura alrededor de las galaxias de ‘masa positiva’. Este resultado es una expectativa observacional directa de la materia oscura y por ello, sugiere que tenemos un modelo prometedor. De cualquier forma, hay mucho trabajo por delante antes de hacer pruebas ulteriores del concepto”.
Farnes reconoce que su investigación tiene limitaciones: “El modelo actual no explica la física de partículas que haría posibles las masas negativas”, señaló. “Y, en este momento, eso representa la mitad de toda la física conocida que no está incluida en mi modelo”.
Aun así, también señala que la física de partículas no aclara del todo la naturaleza de la masa, de modo que podrían incorporar el concepto de la masa negativa para explicar otros misterios científicos.
Farnes está explorando otras posibilidades para probar su teoría, ya que el modelo predice que las galaxias deberían distribuirse de una manera muy bien definida. Hay telescopios y herramientas para análisis de datos que se encuentran en desarrollo y le permitirían medir la distribución de las galaxias en épocas muy anteriores a las estudiadas hasta ahora; lo cual, con suerte, le ayudaría a detectar evidencias “muy rápidamente”. El único inconveniente es que esa tecnología no estará lista antes de 2030.
Aunque no intervino en el estudio, Alex Murphy, profesor de astrofísica nuclear y de partículas en la Universidad de Edimburgo, Reino Unido, aseguró que los hallazgos de la investigación son muy interesantes: “Es uno de los numerosos esfuerzos para dar respuesta a problemas profundamente inquietantes respecto de nuestra comprensión del contenido del universo”, dijo a Newsweek. “El resultado más importante es que, si el universo contiene la cantidad adecuada de materia de masa negativa, entonces podremos explicar los movimientos y las distribuciones galácticas que hemos observado, y cuya existencia requiere de materia oscura y energía oscura”.
Murphy agregó que harán falta muchos más esfuerzos para averiguar si el modelo se sostiene frente a la extensa diversidad de observaciones astronómicas, lo cual sería un punto de partida interesante. “Aun cuando todo esto se antoja tremendamente especulativo (¡y lo es!), la cosmología convencional -y la física de partículas- se encuentra ahora en un impase. Cabe la posibilidad de que una idea como esta proporcione el impulso que hace falta”.
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Publicado en cooperación con Newsweek / Published in cooperation with Newsweek
