Una nueva investigación desafía la arraigada suposición de que la materia oscura fue fría desde su origen. Científicos de la Universidad de Minnesota y Université Paris-Saclay proponen que esta sustancia enigmática pudo haber sido increíblemente caliente y rápida después del Big Bang, redefiniendo nuestra comprensión de cómo se formaron las galaxias.
Durante décadas, la cosmología ha postulado la materia oscura fría (CDM) como el modelo dominante para explicar la estructura a gran escala del universo. Se creía que su movimiento lento era esencial para permitir que la gravedad aglomerara la materia y formara las galaxias que observamos hoy.
Este nuevo estudio, publicado en Physical Review Letters, reexamina la fase de recalentamiento post-inflacionario, un período caótico y menos explorado de la historia cósmica. Aquí, los investigadores demuestran cómo la materia oscura caliente podría haber surgido y luego enfriado a tiempo.
El desafío al paradigma de la materia oscura fría
Históricamente, las partículas que se movían a velocidades cercanas a la luz, como los neutrinos de baja masa, fueron descartadas como candidatas para la materia oscura. Se argumentaba que su alta energía habría impedido la formación de estructuras galácticas, ‘alisando’ el universo temprano en lugar de sembrarlo.
Keith Olive, profesor de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Minnesota, explicó la dicotomía: ‘El neutrino se convirtió en el principal ejemplo de materia oscura caliente, donde la formación de estructuras depende de la materia oscura fría’. Este escepticismo prevaleció por más de 40 años.
Sin embargo, la investigación actual, destacada en un artículo de ScienceDaily.com, sugiere un escenario diferente. Las partículas de materia oscura, aunque inicialmente ultra-relativistas, podrían haberse desacelerado lo suficiente a medida que el universo se expandía y enfriaba. Este proceso permitiría la formación de galaxias.
Reimaginando el universo temprano y la detección futura
Stephen Henrich, autor principal del estudio, enfatizó: ‘Nuestros resultados recientes muestran que la materia oscura puede nacer al rojo vivo, pero aún tener tiempo para enfriarse antes de que las galaxias comiencen a formarse’. Esto abre nuevas vías para entender el origen de esta enigmática sustancia.
La clave radica en el período de recalentamiento, que ofrece un marco temporal suficiente para que las partículas de materia oscura caliente pierdan energía. Este ajuste en la cronología cósmica podría conciliar la naturaleza inicial de la materia oscura con su rol en la formación de estructuras, como se ha estudiado en informes de la Agencia Espacial Europea.
El equipo de investigación ahora se enfoca en cómo detectar estas partículas. Las estrategias incluyen búsquedas directas mediante aceleradores de partículas y experimentos de dispersión, así como la detección indirecta a través de observaciones astronómicas de fenómenos cósmicos.
Yann Mambrini, coautor del estudio y profesor de la Université Paris-Saclay, anticipa que estos hallazgos ‘pueden permitirnos acceder a un período en la historia del Universo muy cercano al Big Bang’. Esto promete una exploración más profunda de los primeros instantes de nuestra existencia, respaldada por estudios del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.
La noción de que la materia oscura pudo haber comenzado su existencia en un estado ‘abrasador’ representa un cambio significativo en la cosmología. Este giro no solo desafía décadas de pensamiento, sino que también amplía el abanico de posibilidades para futuras detecciones y para comprender la compleja danza cósmica que dio forma a nuestro universo.
