Se estrecha radicalmente el rango de masa para la materia oscura

Redacción | 27/01/2021

Imagen compuesta del cúmulo de galaxias CL0024+17 tomada por el telescopio espacial Hubble que muestra la creación de un efecto de lente gravitacional. Se supone que este efecto se debe, en gran parte, a la interacción gravitatoria con la materia oscura. - NASA

Físicos de la Universidad de Sussex han calculado el rango de masa de la materia oscura, y es más estrecho de lo que pensaba el mundo científico.

Sus hallazgos, que se publicarán en Physics Letters B en marzo, reducen radicalmente el rango de masas potenciales de partículas de materia oscura y ayudan a enfocar la búsqueda de futuros cazadores de materia oscura. Los investigadores utilizaron el hecho establecido de que la gravedad actúa sobre la materia oscura del mismo modo que actúa sobre el universo visible para determinar los límites inferior y superior de la masa de la materia oscura.

Los resultados muestran que la materia oscura no puede ser ni 'ultraligera' ni 'superpesada', como algunos han teorizado, a menos que una fuerza aún no descubierta también actúe sobre ella.

El equipo utilizó la suposición de que la única fuerza que actúa sobre la materia oscura es la gravedad, y calculó que las partículas de materia oscura deben tener una masa entre 10 elevado a 3 y 10 elevado a siete electronvoltios. Ese es un rango mucho más estrecho que el espectro de 10 elevado a 24 electronvoltios y 10 elevado a 19 gigaelectronvoltios que generalmente se teoriza.

Lo que hace que el descubrimiento sea aún más significativo es que si resulta que la masa de materia oscura está fuera del rango predicho por el equipo de Sussex, entonces también probará que una fuerza adicional, además de la gravedad, actúa sobre la materia oscura.

El profesor Xavier Calmet de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Sussex, dijo: "Esta es la primera vez que alguien ha pensado en usar lo que sabemos sobre la gravedad cuántica como una forma de calcular el rango de masa para la materia oscura. Nos sorprendió cuando nos dimos cuenta de que nadie lo había hecho antes, como lo estaban los colegas científicos que revisaban nuestro papel.

"Lo que hemos hecho muestra que la materia oscura no puede ser ni 'ultraligera' ni 'superpesada' como algunos teorizan, a menos que exista una fuerza adicional aún desconocida actuando sobre ella. Esta investigación ayuda a los físicos en dos formas: enfoca el área de búsqueda de Materia Oscura, y potencialmente también ayudará a revelar si existe o no una misteriosa fuerza adicional desconocida en el universo".

El universo visible, como nosotros, los planetas y las estrellas, representa el 25 por ciento de toda la masa del universo. El 75 por ciento restante se compone de materia oscura que no ha sido aún observada. Sí se sabe que la gravedad actúa sobre la materia oscura porque eso es lo que explica la forma de las galaxias.

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