Investigaciones recientes sugieren que la materia oscura, la sustancia invisible más abundante del universo, puede estar chocando con neutrinos, partículas subatómicas tan esquivas que rara vez interactúan con algo. Esta interacción inesperada, si se confirma, podría resolver una discrepancia clave en nuestra comprensión de la estructura del universo y potencialmente revolucionar tanto la cosmología como la física de partículas.
Las piezas que faltan en el universo: materia oscura y neutrinos
La materia oscura representa el 85 % de toda la materia del cosmos y ejerce influencia gravitacional pero permanece invisible a la observación directa. Su existencia se infiere de sus efectos sobre galaxias y estructuras de gran escala.
Los neutrinos, denominados “partículas fantasma” debido a su masa casi nula y sus débiles interacciones, impregnan el universo en cantidades asombrosas. Aproximadamente 100 mil millones pasan por cada centímetro cuadrado de tu cuerpo cada segundo. A pesar de su abundancia, interactúan tan raramente que detectarlos es un gran desafío experimental.
Un choque de teorías: el modelo estándar bajo presión
El modelo cosmológico predominante, conocido como lambda-CDM, predice una interacción mínima entre la materia oscura y los neutrinos. Sin embargo, las observaciones sugieren que el universo es menos “grumoso” de lo que anticipa este modelo, lo que significa que las galaxias y las estructuras grandes están distribuidas de manera más dispersa de lo esperado. Este desajuste, llamado “tensión S8”, ha desconcertado a los cosmólogos durante años.
El nuevo estudio, publicado en Nature Astronomy, proporciona evidencia de que las colisiones entre materia oscura y neutrinos podrían ser la pieza que falta. Si estas partículas transfieren impulso durante las interacciones, esto podría explicar la falta de agrupación observada sin invalidar todo el marco cosmológico.
Cómo se realizó la investigación
Los investigadores combinaron datos de múltiples fuentes:
- Fondo Cósmico de Microondas (CMB): El resplandor del Big Bang, observado por el Telescopio Cosmológico de Atacama y el satélite Planck.
- Oscilaciones acústicas bariónicas (BAO): Ondas de presión “congeladas” del universo primitivo.
- Estructura a gran escala: Mapeada a través de estudios de galaxias como el Sloan Digital Sky Survey.
- Cizalla cósmica: Distorsiones de la luz distante causadas por lentes gravitacionales, medidas por el Dark Energy Survey.
Al simular el universo con y sin interacciones entre materia oscura y neutrinos, el equipo descubrió que las colisiones coincidían mejor con las observaciones del mundo real.
Importancia y advertencias
Los hallazgos tienen una significación estadística de 3-sigma, lo que significa que hay un 0,3% de posibilidades de que el resultado sea una casualidad. Si bien está por debajo del estándar de oro de 5-sigma, es lo suficientemente sustancial como para justificar una mayor investigación.
“Esta tensión no significa que el modelo cosmológico estándar sea incorrecto, pero puede sugerir que está incompleto”, dice la coautora del estudio Eleonora Di Valentino.
De confirmarse, esta interacción representaría un avance fundamental en nuestra comprensión del universo. No sólo podría resolver el problema de la “grumosidad”, sino también abrir nuevas vías para explorar la naturaleza de la materia oscura y las fuerzas fundamentales que gobiernan el cosmos.
