La materia oscura llegó desde otro universo

Casi. La proporción de materia y antimateria en nuestro universo era casi simétrica en el origen del universo. Pero el cosmos planteó de las suyas y desequilibró la balanza en favor de la materia y aquí nos encontramos. Hechos de materia. ¿Qué tiene esto que ver con la materia oscura?

A pesar de ser dos conceptos diferentes, ambos son muy complejos de detectar: la materia oscura porque no interactúa con la luz (lo que la hace invisible) y la antimateria porque se aniquila con el más mínimo roce de materia. Y si bien la ciencia sospecha y afirma el origen de esta, los inicios de la materia oscura son más… Oscuros.

Ahora se han presentado dos teorías para explicar este origen. La primera de ellas propone un reino físico oculto con sus propias versiones de partículas y fuerzas que dieron origen a diminutos objetos estables similares a agujeros negros, los cuales explicarían toda la materia oscura observada hoy en día.

La otra teoría explora si la materia oscura podría ser producto de la propia expansión del universo, creada por la radiación cuántica cerca del horizonte cósmico durante una breve, pero intensa fase postinflacionaria.

Ambas teorías ofrecen marcos comprobables y autónomos basados en la física conocida, continuando el legado de la UC Santa Cruz de vincular la teoría de partículas con fenómenos a escala cósmica para abordar uno de los mayores misterios de la ciencia.

Se trata de dos estudios liderados por Stefano Profumo, de la Universidad de California, Santa Cruz, que intentan responder a una de las preguntas abiertas más fundamentales de la física moderna: ¿Cuál es la naturaleza de la materia oscura?

La ciencia ha aportado pruebas contundentes de la existencia de la misteriosa sustancia que constituye el 80% de la materia del universo. La presencia de materia oscura explica qué une a las galaxias y las impulsa a girar. Hallazgos como la estructura a gran escala del universo y las mediciones del fondo cósmico de microondas también demuestran que algo aún indeterminado impregna toda esa oscuridad.

Lo que aún se desconoce son los orígenes de la materia oscura y, por lo tanto, las propiedades de sus partículas. Ambos estudios se centran en la idea de que la materia oscura podría haber surgido de forma natural a partir de las condiciones del universo primitivo, en lugar de ser una nueva partícula exótica que interactúa con la materia ordinaria de forma detectable.

La clave de ambos estudios estaría en dos partículas (quarks oscuros y gluones oscuros) uniéndose para formar partículas compuestas pesadas conocidas como bariones oscuros. Bajo ciertas condiciones en el universo primitivo, estos bariones oscuros podían volverse lo suficientemente densos y masivos como para colapsar bajo su propia gravedad y formar agujeros negros extremadamente pequeños y estables, u objetos que se comportan de forma muy similar a los agujeros negros.

Estos remanentes similares a agujeros negros serían apenas más pesados que la escala de masa fundamental de la gravedad cuántica, conocida como "masa de Planck", pero si se produjeran en la cantidad adecuada, podrían explicar toda la materia oscura observada hoy en día. Dado que interactuarían únicamente a través de la gravedad, serían completamente invisibles para los detectores de partículas; sin embargo, su presencia moldearía el universo en las escalas más grandes.