La gran mayoría del universo está hecho de cosas que no podemos ver, ya que es invisible a la luz, que ha sido llamada apropiadamente materia oscura, y una fuerza que repele la gravedad, llamada energía oscura. Comprender su verdadera naturaleza es muy difícil y, si bien podemos estudiar los efectos, todavía tenemos que determinar las causas. Ahora, una nueva teoría propone una unificación de materia oscura y energía oscura en una sola sustancia: un fluido oscuro con masa negativa.
Publicado en Astronomy & Astrophysics, este enfoque de fluido oscuro propone una manera de combinar las dos explicaciones principales de la materia oscura y la energía en una sola sustancia.
El Dr. Jamie Farnes, de la Universidad de Oxford, dijo en un comunicado:
«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».
Las partículas de masa negativa se han descartado previamente como una explicación porque a medida que el universo se expande, se piensa que se volverían menos densos. Pero este nuevo modelo sugiere que estas extrañas partículas se crean continuamente en el universo y, por lo tanto, no se diluyen, lo que genera partículas exóticas y cambios en la gravedad.
El Dr. Farnes dijo:
«Que yo sepa, esta es la primera teoría que ha incorporado ambos resultados. Como beneficio adicional, la teoría parece explicar no solo la materia oscura, sino que también obtenemos una posible solución para la energía oscura, esencialmente gratis. Parece que un simple signo de menos puede ser capaz de resolver dos de los problemas más grandes de la física».
El modelo fue probado utilizando una simulación del universo y fue capaz de crear un cosmos virtual cuya distribución de galaxias se formó como se esperaba. Es un hallazgo intrigante, aunque lejos de ser una prueba definitiva. Pero hay maneras de poner esta idea a prueba.
El modelo espera que la distribución de las galaxias cambie de una manera muy específica a lo largo de las edades del universo. El Square Kilometer Array (SKA), un radiotelescopio propuesto que, si sigue adelante, se construirá en Sudáfrica y Australia, producirá suficientes datos sobre el tema que debería ser capaz de demostrar si la materia oscura, la gravedad modificada o incluso el fluido oscuro es el responsable.
La construcción del SKA comenzará en 2019 y podría haber una respuesta más definitiva hacia el 2030. Ya que hay tiempo, Farnes está buscando datos pasados para ver si hay sugerencias de que puedan existir partículas de masa negativa. También sugirió que el CERN podría detectarlos, si lo hacen.
Sin embargo, el modelo, tal como está actualmente, no tiene una explicación de la naturaleza de las masas negativas y su origen, lo cual es una limitación importante. La masa sigue siendo poco conocida en la física de partículas y se necesita más trabajo. El Dr. Farnes espera que su idea sea considerada seriamente, incluso si es poco convencional.
El Dr. Farnes agregó:
«¡Por supuesto, solo porque la teoría no es convencional no significa que sea correcta! Es posible que los datos terminen confirmando que no hay masas negativas, o posiblemente que estamos completamente rodeados por masas negativas. De cualquier manera, estoy feliz si podemos acercarnos un poco más a la comprensión de la verdadera naturaleza de nuestro universo».
El estudio científico ha sido publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.