La materia oscura puede estar formada por fotones oscuros ultraligeros que han calentado nuestro Universo. A esto
¿Cuál es la peculiaridad de la nueva hipótesis?
La peculiaridad de la nueva hipótesis es queconcuerda perfectamente con las observaciones realizadas por el Espectrógrafo de Origen Cósmico (COS) a bordo del Telescopio Espacial Hubble. Estudia la "red cósmica", la red compleja y escasa de filamentos entre galaxias que llena el cosmos.
¿Qué datos recopiló el espectrógrafo?
Los filamentos intergalácticos cósmicos son más calientes de lo previsto por las simulaciones hidrodinámicas del Modelo de formación de estructuras estándar, según los datos recopilados por COS.
Proyección bidimensional de la red cósmica, obtenida como resultado de una simulación en una supercomputadora.
Crédito: Dr. Ewald Puchwein y la colaboración Sherwood-Relics
Debido a que los fotones oscuros teóricamente puedenconvertirse en fotones de baja frecuencia y calentar estructuras cósmicas, complementan nueva información experimental, explican los autores del estudio. Fue realizado por personal de SISSA en colaboración con investigadores de las universidades de Tel Aviv, Nottingham y Nueva York.
¿Qué son los fotones oscuros?
Los fotones oscuros son nuevos hipotéticospartículas elementales. Se les considera portadores de una nueva interacción fundamental, un "mediador" entre la materia ordinaria y la oscura. Según la hipótesis, interactúan precisamente gracias a estas partículas.
De manera similar, los fotones son los portadores de fuerza paraelectromagnetismo. Sin embargo, a diferencia de ellos, los fotones oscuros pueden tener masa. En particular, el fotón oscuro ultraligero, con una masa de solo veinte órdenes de magnitud más pequeña que un electrón, es un buen candidato para la materia oscura.
La idea de un artista del movimiento de los fotones. Crédito: Robert Couse-Baker
Algo nuevouna fuerza de la naturaleza que surge en el marco de una extensión teórica del Modelo Estándar y se comporta como una interacción electromagnética. A menudo, en tales modelos hay un fotón oscuro inestable o de masa distinta de cero. Rápidamente se descompone en otras partículas, como pares de electrones y positrones. Además, el fotón oscuro, según la hipótesis, es capaz de interactuar directamente con partículas conocidas, como electrones o muones. Pero solo si estas partículas llevan una carga asociada con la nueva interacción anterior.
¿Cómo se relacionan los fotones oscuros con la red cósmica?
También se espera que los fotones oscuros y ordinariosse mezclarán como diferentes tipos de neutrinos. Esto les permitirá convertirse en fotones de baja frecuencia. Ellos, a su vez, calentarán la red cósmica. Sin embargo, a diferencia de otros mecanismos de calentamiento basados en procesos astrofísicos, como la formación de estrellas y los vientos galácticos, este proceso es más difuso y eficiente incluso en regiones del espacio con baja densidad.
elemento faltante
Normalmente, los astrofísicos utilizaban hilos cósmicos,para explorar las propiedades a pequeña escala de la materia oscura. Sin embargo, en el nuevo estudio, los científicos utilizaron por primera vez datos del medio intergaláctico de bajo corrimiento al rojo como calorímetro. El objetivo es comprobar si todos los procesos de calentamiento que los astrónomos han observado hasta ahora son suficientes para reproducir los datos obtenidos en COS.
uno de los cúmulos de galaxias más masivos que se conocen, RX J1347.5–1145, cuyo centro es visible aquí en un "agujero" oscuro en las observaciones de ALMA. Fuente: ALMA, CC BY 4.0, vía Wikimedia Commons
La teoría de la relatividad de Einstein afirma queUn reloj ubicado más cerca de un cuerpo grande (como la Tierra) funcionará más lento que un reloj ubicado más lejos, como en el espacio. Este fenómeno, conocido como corrimiento al rojo gravitacional, ha sido confirmado previamente por investigadores.
Al final, descubrieron que no es así: falta algún elemento. Por lo tanto, los científicos han sugerido que todo está en fotones oscuros.
Que sigue
En un nuevo estudio, los físicos han determinadomasa y mezcla de un fotón oscuro con un fotón del Modelo Estándar. Es necesario eliminar las inconsistencias entre las observaciones y las simulaciones. En el futuro, este experimento conducirá a más estudios teóricos y observacionales para explorar la posibilidad de que un fotón oscuro pueda constituir materia oscura.
Lee mas:
Científicos de la zona de permafrost: cómo desarrollan ropa inteligente y una vacuna contra el cáncer
Los científicos “engañaron” al tiempo y enviaron un fotón al pasado: cómo este avance cambiará la física
10 hechos científicos que resultaron ser falsos. Tarjetas