La materia oscura podría haber cambiado de forma?

Que representa aproximadamente el 85 por ciento de la masa total del Universo, y, sin embargo, los físicos aún no tienen idea de lo que es la materia oscura realidad.

Esta nueva explicación para la materia oscura podría ser la mejor hasta ahora

Pero una nueva hipótesis nos podría haber conseguido más cerca de averiguar su identidad, porque los físicos sospechan ahora que la materia oscura ha estado cambiando las formas todo este tiempo - a partir de partículas fantasmales en estructuras más grandes del Universo, a un estado extraño, superfluido a escalas más pequeñas. Y pronto podríamos tener las herramientas para confirmarla.
La materia oscura es una sustancia hipotética que se propuso hace casi un siglo para tener en cuenta el claro desequilibrio entre la cantidad de materia en el universo, y la cantidad de gravedad que mantiene nuestras galaxias juntas.

No podemos detectar directamente la materia oscura, pero podemos ver sus efectos en todo lo que nos rodea - la forma en que las galaxias rotan y la forma en la luz se curva a medida que viaja a través del universo sugiere que hay mucho más en juego de lo que somos capaces de recoger.

Y ahora dos físicos proponen que la materia oscura ha estado cambiando las reglas todo el tiempo, y que podrían explicar por qué ha sido tan difícil de alcanzar.
"Es una idea ingeniosa," físico de partículas Tim Tait de la Universidad de California, Irvine, que no participó en el estudio.

"Tienes la oportunidad de tener dos tipos diferentes de materia oscura descrito por una cosa." 

La visión tradicional de la materia oscura es que está compuesta de partículas de interacción débil , como los axiones , que están influenciados por la fuerza de gravedad de manera que podemos observar a grandes escalas.
Esta forma 'frío' de la materia oscura puede ser usado para predecir cómo masiva cúmulos de galaxias se comportan, y se adapta a lo que sabemos acerca de la 'red cósmica' del universo - los científicos sugieren que todas las galaxias están conectados dentro de una vasta red intergaláctica  hecho por filamentos invisibles de materia oscura. 

Pero cuando se escala hasta las galaxias individuales y la forma en que sus estrellas giran en relación con el centro galáctico, algo no cuadra.

"La mayor parte de la masa [en el Universo], que es la materia oscura, es separado del anterior, donde la mayor parte de la materia ordinaria mentiras", Universidad de Pennsylvania físico Justin Khoury explica en un comunicado de prensa. 

"En una escala red cósmica, esto le va bien en conexión con las observaciones. En una escala cúmulo de galaxias, sino que también hace bastante bien. Sin embargo, cuando en la escala de las galaxias, que no encaja."

Khoury y su colega Lasha Berezhiani, ahora en la Universidad de Princeton, sugieren que la razón por la que no puede conciliar el comportamiento de la materia oscura en grandes y pequeñas escalas en el universo es porque puede cambiar de formas.

Tenemos las partículas de materia oscura 'frías' para los cúmulos masivos de galaxias, pero en una escala galáctica singular, sugieren que la materia oscura adquiere un estado superfluido.
Superfluidos son una forma de materia fría, densamente empaquetado que tiene cero fricción y viscosidad, y, a veces pueden llegar a ser un condensado de Bose-Einstein , referido como el 'quinto estado de la materia' .

Y tan extraño como suenan, superfluidos están empezando a aparecer más accesible que nunca, con investigadores anunciando la semana pasada de que eran capaces de crear la luz que actúa como un líquido - una forma de superfluido - a temperatura ambiente por primera vez.

Cuanto más llegamos a entender superfluidos, los más físicos están dispuestos a considerar la idea de que podrían ser mucho más común en el universo de lo que pensamos.

"Recientemente, más físicos han calentado a la posibilidad de fases superfluidas forman naturalmente en las condiciones extremas del espacio", Jennifer Ouellette explica por Quanta Magazine.

"Los superfluidos pueden existir dentro de las estrellas de neutrones, y algunos investigadores han especulado que el propio espacio-tiempo puede ser un superfluido. ¿Por qué no debería materia oscura tienen una fase de superfluido, también?"

La idea es que los 'halos de materia oscura' que existen alrededor de las galaxias individuales crean las condiciones necesarias para formar un superfluido - la atracción gravitatoria de la galaxia asegura que está lleno denso, y la frialdad del espacio mantiene la temperatura baja adecuada.

Alejar a una escala mayor, y esta fuerza de gravedad se vuelve demasiado débil para formar un superfluido.

La clave aquí es que la existencia de la materia oscura superfluido podría explicar los comportamientos extraños de las galaxias individuales que la gravedad por sí sola no puede explicar - que podría ser la creación de un segundo, que aún no tiene definido fuerza que actúa igual que la gravedad dentro de los halos de materia oscura que les rodea.

Como explica Ouellette , cuando se las molesta un campo eléctrico, se obtiene ondas de radio, y cuando se las molesta un campo gravitatorio, se obtiene ondas gravitacionales . Cuando se las molesta un superfluido? Se obtiene fonones (ondas sonoras), y esta fuerza adicional podría trabajar, además de la gravedad.

"Es bueno porque tiene una fuerza adicional en la parte superior de la gravedad, pero en realidad está intrínsecamente ligada a la materia oscura", Khoury le dijo.  "Es una propiedad del medio de materia oscura que da lugar a esta fuerza."

Debemos tener claro que esta hipótesis aún está siendo revisada por pares, así que esto es todo de lleno en el terreno de lo hipotético, por ahora. Pero ha sido publicada en la  página web de pre-impresión arXiv.org para los investigadores en el campo para recoger más. 

Una gran cosa que tiene a su favor es el hecho de que también podría explicar 'la dinámica newtoniana modificada' (MOND) - una teoría que dice que se necesita una modificación de las leyes de Newton para explicar las propiedades específicas que se han observado dentro de las galaxias.

"En las galaxias, hay un movimiento superfluido de la materia oscura y se aplica MOND. Sin embargo, en los cúmulos de galaxias, no hay movimiento superfluido de la materia oscura y MOND no se aplica",   sugiere el equipo en un comunicado de prensa.

Tendremos que esperar y ver hacia dónde va esta hipótesis, pero la Khoury y Berezhiani decimos que están cerca de dar con formas reales comprobables, que podemos confirmar sus predicciones sobre la base de la materia oscura superfluido.

Y si sus predicciones confirman - que finalmente podría ser en algo cuando se trata de este misterio cósmico masivo.

Setmicos

La investigación está disponible en línea en  arXiv.org .