Así es como la materia oscura y la materia regular ‘hablan’ entre sí, afirma un nuevo artículo salvaje

La materia oscura es una sustancia resbaladiza. Por lo que sabemos, tiene que existir para que funcionen nuestros modelos actuales del Universo. Pero no solo no podemos verlo, sentirlo o interactuar con él de ninguna manera, sino que ni siquiera estamos seguros de qué es realmente la materia oscura.

Sin embargo, tenemos algunas pistas, como cómo la materia oscura puede interactuar o ‘hablar’ con la materia normal. a través de la gravedad. La forma en que funcionan estas interacciones sigue siendo un misterio, pero un nuevo artículo propone que algo llamado “acoplamiento no mínimo” podría ser la solución.

“Nos preguntamos: ¿la gravedad es incorrecta o simplemente nos estamos perdiendo algo crucial sobre la naturaleza de la materia oscura? ¿Qué pasa si la materia oscura y la materia ‘bariónica’ estándar no se comunican de la manera que siempre hemos imaginado?” los tres autores, los cosmólogos Giovanni Gandolfi, Andrea Lapi y Stefano Liberati, explicar en un comunicado de prensa

en su trabajo.

“Con nuestra investigación, hemos tratado de responder a estas preguntas intrigantes”.

Nuestra mejor conjetura sobre lo que podría ser la materia oscura es fría, partículas masivas de interacción débilque los físicos experimentales de todo el mundo han estado tratando de detectar durante décadas, pero aún no lo he encontrado.

A pesar de lo bien que funciona este tipo particular de materia oscura en nuestros modelos, todavía hay un par de problemas. Uno grande se llama problema del halo cuspide

donde la densidad inferida de la materia oscura en las galaxias no se alinea con lo que se conoce como simulaciones de N-cuerpos.

Estas simulaciones sugieren que, para explicar su estructura y movimiento actuales, en las galaxias con poca materia, la materia oscura debería ser “cúspide”, lo que significa que está más concentrada alrededor de la cúspide o fuera de la galaxia. Pero las observaciones nos dicen que la mayoría de las galaxias enanas parecen tener su materia oscura en el medio.

Este documento definitivamente no es el primero, y probablemente no será el último en intentar resolver estos problemas de materia oscura, pero el equipo ha propuesto una nueva táctica. Los investigadores sugieren que si la materia oscura no está acoplada mínimamente a la gravedad, resuelve el problema de la cúspide y otro problema relacionado llamado relación de aceleración radial

.

“En este artículo, proponemos otro punto de vista para modificar el marco estándar de materia oscura fría y hacerlo capaz de describir con precisión las curvas de rotación de galaxias observadas y, al mismo tiempo, reproducir fielmente la relación de aceleración radial”. escribe el equipo en su nuevo artículo.

“La introducción de tal acoplamiento puede retener el éxito de la materia oscura fría en grandes escalas cosmológicas mientras mejora su comportamiento en los sistemas galácticos”.

El acoplamiento no mínimo es un nombre un poco inapropiado. Significa que la materia oscura está directamente acoplada a una curvatura en el espacio-tiempo llamada tensor de einstein. En pocas palabras, es un nuevo tipo de interacción entre la materia oscura y la gravedad. Si está ocurriendo un acoplamiento no mínimo, la materia oscura interactúa con el espacio-tiempo de una manera diferente a como lo hace la materia normal.

“Esta característica de la materia oscura no es una nueva pieza de física fundamental exótica”. los autores dicen.

“Uno puede explicar la existencia de este acoplamiento no mínimo solo con la física conocida”.

Esta es solo una hipótesis, y aunque parece encajar bien con los datos de observación que tenemos hasta ahora, la materia oscura sigue siendo una bestia complicada. Necesitaremos mucha más investigación para determinar si el acoplamiento no mínimo es en realidad una característica de la materia oscura o simplemente otra hipótesis que nos empuja a descubrir qué está pasando realmente.

“El futuro de la materia oscura parece más brillante”, los autores señalan en un comunicado de prensa.

“Se llevarán a cabo más estudios para explorar todas las implicaciones interesantes de esta nueva característica propuesta de la materia oscura. No nos sorprendería descubrir que este acoplamiento no mínimo podría resolver otras preguntas sin respuesta del Universo”.

La investigación ha sido publicada en El Diario Astrofísico.

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