¿Dónde fue el cosmos que falta?

C ientíficos de la Universidad de Oxford pueden haber resuelto una de las preguntas más importantes de la física moderna, con un nuevo documento que unifica la materia oscura y la energía oscura en un solo fenómeno: un fluido que posee “masa negativa”. Si fueras a empujar una masa negativa, se aceleraría hacia ti. Esta sorprendente teoría también puede resultar acertada en una predicción que Einstein hizo hace 100 años.

Nuestro modelo actual y ampliamente reconocido del Universo, llamado LambdaCDM, no nos dice nada acerca de cómo son físicamente la materia oscura y la energía oscura; solo sabemos sobre ellos debido a los efectos gravitatorios que tienen sobre otra materia observable.

Este nuevo modelo, publicado en “Astronomy and Astrophysics” por el doctor Jamie Farnes, del Centro de Investigación Electrónica del Departamento de Ciencias de la Ingeniería de Oxford, en Reino Unido, ofrece una nueva explicación.

“Ahora pensamos que tanto la materia oscura como la energía oscura se pueden unificar en un fluido que posee un tipo de ‘gravedad negativa’, repeliendo todo otro material a su alrededor. Aunque este asunto nos resulta peculiar, sugiere que nuestro cosmos es simétrico tanto en cualidades positivas como negativas”, explica Farnes.

Anteriormente, se había descartado la existencia de materia negativa, ya que se pensaba que este material se volvería menos denso a medida que el Universo se expandiera, lo que va en contra de nuestras observaciones que muestran que la energía oscura no se diluye con el tiempo. Sin embargo, la investigación de Farnes aplica un “tensor de creación”, que permite la creación continua de masas negativas. Demuestra que cuando más y más masas negativas estallan continuamente, este fluido de masa negativa no se diluye durante la expansión del cosmos. De hecho, el fluido parece ser idéntico a la energía oscura. La teoría de Farnes también proporciona las primeras predicciones correctas del comportamiento de los halos de materia oscura. La mayoría de las galaxias giran tan rápido que deberían estar destrozándose, lo que sugiere que un “halo” invisible de materia oscura debe mantenerlas juntas. La nueva investigación publicada este miércoles presenta una simulación por ordenador de las propiedades de la masa negativa, que predice la formación de halos de materia oscura como los inferidos por observaciones que utilizan los radiotelescopios modernos.

Albert Einstein proporcionó el primer indicio del universo oscuro hace exactamente 100 años, cuando descubrió un parámetro en sus ecuaciones conocido como la “constante cosmológica”, que ahora sabemos que es sinónimo de energía oscura. Einstein llamó a la constante cosmológica su “gran error”;, aunque las observaciones astrofísicas modernas demuestran que es un fenómeno real. En notas que se remontan a 1918, Einstein describió su constante cosmológica y escribió que “se requiere una modificación de la teoría para que el espacio vacío asuma el papel de la gravedad de las masas negativas que se distribuyen por todo el espacio interestelar”. Por lo tanto, es posible que el propio Einstein predijera un universo lleno de masa negativa. Farnes subraya: “Los enfoques anteriores para combinar la energía oscura y la materia oscura han intentado modificar la teoría de la relatividad general de Einstein, que ha resultado ser increíblemente desafiante. Este nuevo enfoque toma dos ideas antiguas que se sabe que so compatibles con la teoría de Einstein (masas negativas y creación de materia) y las combina”. “El resultado parece bastante bello: la energía oscura y la materia oscura se pueden unificar en una sola sustancia, y ambos efectos pueden explicarse simplemente como una masa de materia positiva navegando en un mar de masas negativas”, agrega el autor principal del trabajo.