La materia oscura puede dispersarse entre sí solo cuando golpean la energía correcta, dicen investigadores en Japón, Alemania y Austria en un nuevo estudio. Su idea ayuda a explicar por qué las galaxias desde las más pequeñas hasta las más grandes tienen las formas que tienen.
La materia oscura es una forma de materia misteriosa y desconocida que comprende más del 80 por ciento de la materia en el Universo hoy. Su naturaleza es desconocida, pero se cree que es responsable de formar estrellas y galaxias por su atracción gravitacional, lo que llevóa nuestra existencia.
"La materia oscura es en realidad nuestra madre que nos dio a luz a todos nosotros. Pero no la hemos conocido; de alguna manera, nos separamos al nacer. ¿Quién es ella? Esa es la pregunta que queremos saber", dice el autor del artículoHitoshi Murayama, profesor de la Universidad de California en Berkeley e investigador principal del Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo.
Los astrónomos ya han descubierto que la materia oscura no parece agruparse tanto como sugieren las simulaciones por computadora. Si la gravedad es la única fuerza que impulsa la materia oscura, solo tira y nunca empuja, entonces la materia oscura debería volverse muy densa hacia el centro de las galaxiasSin embargo, especialmente en pequeñas galaxias débiles llamadas esferoidales enanos, la materia oscura no parece volverse tan densa como se esperaba hacia sus centros.
Este rompecabezas podría resolverse si la materia oscura se dispersa entre sí como bolas de billar, lo que les permite extenderse de manera más uniforme después de una colisión.
Pero un problema con esta idea es que la materia oscura parece agruparse en sistemas más grandes, como los cúmulos de galaxias. ¿Qué hace que la materia oscura se comporte de manera diferente entre los esferoidales enanos y los cúmulos de galaxias? Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado una explicación que podríaresuelve este enigma y revela qué es la materia oscura.
"Si la materia oscura se dispersa entre sí solo a una velocidad baja pero muy especial, puede suceder a menudo en esferoidales enanos donde se mueve lentamente, pero es raro en los cúmulos de galaxias donde se mueve rápido. Necesita golpear rápidamente. Necesita golpear.una resonancia ", dice el físico chino Xiaoyong Chu, un investigador postdoctoral en la Academia de Ciencias de Austria.
La resonancia es un fenómeno que aparece todos los días. Para hacer girar el vino en un vaso para obtener más oxígeno y dejar salir más aroma y suavizar su sabor, debe encontrar la velocidad adecuada para rodear el vaso de vino. O marqueradios analógicas antiguas a la frecuencia correcta para sintonizar su estación favorita. Todos estos son ejemplos de resonancia, dice Murayama. El equipo sospecha que esto es precisamente lo que está haciendo la materia oscura.
"Hasta donde sabemos, esta es la explicación más simple del rompecabezas. Estamos entusiasmados porque podemos saber qué materia oscura es pronto", dice Murayama.
Sin embargo, el equipo no estaba convencido de que una idea tan simple explicara los datos correctamente.
"Primero, estábamos un poco escépticos de que esta idea explicara los datos de observación; ¡pero una vez que lo probamos, funcionó de maravilla!", Dice el investigador colombiano Camilo García Cely, investigador postdoctoral en Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY en Alemania.
El equipo cree que no es casualidad que la materia oscura pueda alcanzar la nota correcta exacta.
"Hay muchos otros sistemas en la naturaleza que muestran accidentes similares: en las estrellas, las partículas alfa golpean una resonancia de berilio, que a su vez golpea una resonancia de carbono, produciendo los bloques de construcción que dieron vida a la Tierra. Un proceso similar sucedepara una partícula subatómica llamada phi ", dice García Cely.
"También puede ser una señal de que nuestro mundo tiene más dimensiones de las que vemos. Si una partícula se mueve en dimensiones adicionales, tiene energía. Para nosotros que no vemos la dimensión adicional, creemos que la energía es en realidad una masa, gracias a Einstein E = mc2. Quizás alguna partícula se mueva dos veces más rápido en dimensión extra, haciendo que su masa sea exactamente el doble que la masa de materia oscura ", dice Chu.
El siguiente paso del equipo será encontrar datos de observación que respalden su teoría.
"Si esto es cierto, la observación futura y más detallada de diferentes galaxias revelará que la dispersión de la materia oscura depende de su velocidad", dice Murayama, quien también lidera un grupo internacional separado que tiene la intención de hacer precisamente esto utilizandoEspectrógrafo Prime Focus de construcción. El instrumento de US $ 80 millones se montará en el telescopio Subaru en la cima de Mauna Kea en Big Island, Hawaii, y será capaz de medir la velocidad de miles de estrellas en esferoidales enanos.
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Materiales proporcionado por Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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