Una concatenación de intrigantes resultados de una sopa alfabética de satélites y experimentos ha llevado a un número cada vez mayor de astrónomos y físicos a sospechar que están recibiendo señales de la sombra de un universo de materia oscura que, si bien conforma una cuarta parte de la creación, ha eludido la detección directa hasta ahora.Quizá.
“Nadie sabe realmente que ésta pasando”, dijo Gordon Kane, teórico por la Universidad de Michigan. Los físicos advierten que aún podría haber una explicación astronómica relativamente sencilla sobre las observaciones recientes.
Sin embargo, la naturaleza de esta materia oscura es uno de los temas candentes de la ciencia. Su identificación destacaría el camino hacia una comprensión más profunda de las leyes de la Naturaleza y el sueño de Einstein, relativo a una teoría unificada de la física.
Las últimas semanas han registrado una andanada de documentos que intentan explicar las observaciones en términos de aspectos como “mínima materia oscura” o “emocionante materia oscura”, o teoría del “valle oculto”, y que sugieren cómo se deben buscar en aceleradores de partículas como el Gran Colisionador Hadron, programado para comenzar a operar de nuevo fuera de Ginebra en la primavera entrante.
“Podría ser emocionante hasta el delirio, una historia verdaderamente buena e increíble”, dijo Nima Arkani-Hamed, del Instituto de Estudios Avanzados en Princeton, Nueva Yérsey, quien ha estado produciendo un gran número de artículos con sus colegas. “Anomalías en el cielo te dicen qué buscar en el colisionador”.
El jueves pasado, un equipo de astrofísicos que trabaja en uno de los experimentos informó, en la revista Nature, que un detector de rayos cósmicos a bordo de un globo que volaba en torno al Polo Sur había registrado un número excesivo de electrones de alta energía y sus opuestos antimateria, los positrones, navegando a través del espacio local.
Las partículas, concedieron, podrían haber sido creadas por un púlsar creado con anterioridad, que es el remanente magnetizado y giratorio de la explosión de una supernova, haciendo estallar el espacio cercano con campos eléctricos y magnéticos. Sin embargo, dicen, una mejor y más cautivante explicación para este excesivo es que las partículas están siendo escupidas de las bolas de fuego creadas por partículas de materias oscura que chocan y se aniquilan mutuamente en el espacio.
“No podemos desmentir que la señal pudiera venir de un objeto astrofísico. Tampoco podemos eliminar una explicación de aniquilación de materia oscura con base en los datos actuales”, comentó John P. Wefel, de la Universidad Estatal de Luisiana, quien es el líder del equipo, agregando: “Sin consideración a donde vaya, para nosotros resulta emocionante”.
Los resultados llegaron justo después de un informe divulgado previamente en el otoño por Pamela, satélite construido por científicos italianos, rusos y suecos para el estudio de los rayos cósmicos. Científicos de Pamela informaron, en pláticas y en un artículo publicado en Internet, que el satélite había registrado un exceso de positrones de alta energía. Esto, dijeron, “pudiera constituir la primera evidencia indirecta de aniquilaciones de partículas de materia oscura”, o un pulsar en la cercanía.
La antimateria es inusual en el universo, así que su búsqueda es una buena forma de ir a la caza de exóticos fenómenos como la materia oscura.
Otra indicación de que algo curioso está ocurriendo del lado oscuro del universo es evidente en mapas de la radiación cósmica de fondo que dejó el Big Bang. Esos mapas, producidos más recientemente en este año por el satélite Sonda Wilkinson de Microondas y Anisotropía, muestran una bruma de lo que, al parecer, son partículas cargadas revoloteando en torno a la galaxia de la Vía Láctea, con base en un análisis de Douglas Finkbeiner del Centro Smitshoniano de Astrofísica, en Harvard.
Sumándose a la mezcla y al misterio, el satélite Integral de la Agencia Espacial Europea detectó rayos gamma emanando del centro de la Vía Láctea, lo cual deja entrever la presencia de positrones allá, pero con energías mucho más bajas de lo que han registrado en experimentos de Pamela y Wefel.
A lo que equivale todo lo anterior, o si de hecho equivale a algo todo lo anterior, depende de en cuáles observaciones se confíe y en las propias suposiciones teóricas acerca de la física de partículas y la naturaleza de la materia oscura. Más aún, los esfuerzos por calcular el nivel de partículas de alta energía en el trasfondo de la galaxia están plagados por caóticas incertidumbres. “Es fácil calcular la señal de la materia oscura”, dijo Kane. “Resulta mucho más difícil hacerlo cuando se trata del fondo”.
La materia oscura ha provocado y obsesionado a los astrónomos desde los años 30, cuando el astrónomo Fritz Zwicky, de Caltech, dedujo que se requería de alguna “masa faltante” invisible que suministrara el pegamento gravitacional para mantener unidos racimos de galaxias. La idea cobró respetabilidad en los años 70, cuando Vera C. Rubin, de la Carnegie Institution, y sus colaboradores, a partir del estudio de los movimientos de las estrellas, encontraron que, al parecer, la mayoría de las galaxias estaban rodeadas de halos de materia oscura.
Lo que está en juego para la materia oscura va más allá de la cosmología. Los candidatos más favorecidos por su identidad provienen de una teoría conocida como la supersimetería, que unifica matemáticamente tres de las cuatro fuerzas conocidas en la naturaleza y postula la existencia de un reino de partículas que aún no se descubre. Serían los denominados wimps -- partículas masivas que interactúan débilmente -- las cuales sienten la gravedad y poco más, y podrían colarse a través de la Tierra como el viento a través de una puerta con mosquitero. Este tipo de partículas remanentes del Big Bang podrían formar un universo paralelo que se arracime en oscuras nubes que, entonces, podrían atraer materia ordinaria.
El descubrimiento de una partícula supersimétrica también sería un impulso para la teoría de cuerdas, la polémica “teoría de todo”, y explicaría la naturaleza de una cuarte parte del universo.
Science Times ¿Está hablando el lado oscuro? Por Dennis Overbye
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Colaboradora: Anabella Koesling
