Descubierto un nuevo vínculo entre la materia oscura y aglomeración del universo

Cosmologos han presentado un avance teórico que puede explicar tanto la naturaleza de la materia oscura invisible como la estructura a gran escala del universo conocido como rojo cósmico.

La investigación, dirigida por la Universidad de Toronto y publicada en Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, sugiere que el «problema de aglomeración», que inesperadamente se centra en la distribución uniforme de la materia a gran escala en todo el cosmos, puede ser una señal de que la materia oscura está compuesta de partículas hipotéticas ultraligeras llamadas axiones. Las implicaciones de sondear la existencia de axiones difíciles de detectar más sobre la comprensión de la materia oscura y podría abordar cuestiones básicas sobre la naturaleza del mismo universo.

«Si se confirma con futuras observaciones del telescopio y experimentos de laboratorioEncontrar materia oscura axion sería uno de los descubrimientos más importantes de este siglo”, dijo en una comunicación del autor principal Keir Rogers, del Instituto Dunlap de Astronomía y Astrofísica en la Universidad de Toronto.

«Al mismo tiempo, nuestros resultados Sugiere una explicación de por qué el universo es menos grumoso de lo que pensábamos, una observación que se ha vulto cada vez más clara colgante la última década y actualmente deja incierta nueva teoria del universo«.

materia oscura

La materia oscura, que incluye el 85 por ciento de la masa del universo, es invisible porque sin interacción con la luz. Los científicos estudian sus efectos gravitatorios sobre la materia visible para comprender cómo se distribuye en el universo.

Una theoría líder propone que la materia oscura esta hecha de axiones, descrito en la mecánica cuántica como «borrosos» debido a que tiene un comportamiento ondulatorio conocido. A diferencia de las partículas puntuales discretas, las axiones pueden tener longitudes de onda mayores que las galaxias enteras. Esta borrosidad influye en la formación y distribución de la materia oscura, lo que podría explicar por que el universo es menos grumoso de lo previsto en un universo sin axiones.

Esta falta de grumos se ha observado en grandes estudios de galaxias, donde desafía la otra teoría predominante de que el material oscuro consiste en partículas subatómicas pesadas solitarias que interactúan débilmente con los WIMP. A pesar de experimentos como el Gran Colisionador de Hadrones, no se ha encontrado prueba que respalde la existencia de WIMP.

«En la ciencia, es cuando las ideas se rompen cuando se hacen nuevos descubrimientos y se resuelven viejos problemas», dice Rogers.

Comparación de datos

Para el estudio, el equipo de investigación analizó observaciones de la luz reliquia del Big Bangconocido como Fondo Cósmico de Microondas (CMB), obtenido de los estudios Planck 2018, Atacama Cosmology Telescope y South Pole Telescope.

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investigadores Compararon estas fechas de CMB con las fechas de agrupación de galaxias del Estudio Espectroscópico de Oscilación Bariónica (BOSS), que mapea las posiciones de aproximadamente un millón de galaxias en el universo cercano. Estudiar la distribución de las galaxias, que refleja el comportamiento del material oscurecido por las fuerzas gravitatorias, midieron las fluctuaciones en la cantidad de material en todo el universo y confirmaron su reducida aglomeración en comparación con las predicciones.

Luego, los investigadores se dan cuenta simulaciones por ordenador para predecir la aparición de reliquias de luz y la distribución de galaxias en un universo con largas ondas de materia oscura. Estos cálculos están alineados con los datos CMB del Big Bang y los datos de grupo de galaxiaslo que respalda la noción de que los axiones borrosos podrían explicar el problema de la aglomeración.