Un controvertido modelo promete solucionar el misterio de la materia oscura

Un nuevo modelo propuesto por un astrof¨ªsico de la Universidad de Oxford promete descifrar uno de los mayores misterios de la f¨ªsica moderna: la naturaleza de la materia y la energ¨ªa oscuras, que componen la inmensa mayor¨ªa del universo pero que hasta ahora han escapado a cualquier detecci¨®n directa.

Pese a d¨¦cadas de dedicaci¨®n de cient¨ªficos de todo el mundo, el modelo est¨¢ndar de la f¨ªsica no est¨¢ completo. De hecho, solo explica en torno al 5% del universo. El 95% restante est¨¢ compuesto por componentes invisibles cuya existencia solo hemos podido deducir por sus efectos gravitacionales.

La f¨ªsica actual considera que la energ¨ªa oscura es responsable de la expansi¨®n cada vez m¨¢s acelerada del universo, mientras que la materia oscura mantiene a las galaxias unidas. La propuesta de James Farnes, investigador asociado al departamento de Ciencia de la Ingenier¨ªa de la Universidad de Oxford, unifica ambos en un solo fen¨®meno, un ¡°fluido oscuro¡± compuesto por part¨ªculas de masa negativa y gravedad tambi¨¦n negativa.

¡°Nadie sabe qu¨¦ son f¨ªsicamente la energ¨ªa oscura y la materia oscura. Las llamamos as¨ª debido a nuestra ignorancia. En este nuevo modelo, sugerimos que ambas pueden unificarse en un ¨²nico concepto, y eso parece producir masas negativas. Nuestro universo, por lo tanto, tendr¨ªa cualidades tanto positivas como negativas, y puede resultar muy equilibrado y sim¨¦trico¡±, describe Farnes, autor principal del estudio que publica la revista cient¨ªfica Astronomy and Astrophysics.

¡°Nadie sabe qu¨¦ son f¨ªsicamente la energ¨ªa oscura y la materia oscura. Las llamamos as¨ª debido a nuestra ignorancia. En este nuevo modelo, sugerimos que ambas pueden unificarse en un ¨²nico concepto, y eso parece producir masas negativas", explica Farnes

Igual que ocurre con la materia ordinaria, la materia con masa negativa quedar¨ªa cada vez m¨¢s dispersa a medida que el universo se expande, por lo que su fuerza repulsiva se diluir¨ªa con el tiempo. Por ese motivo, las observaciones de una expansi¨®n constante se explican con la presencia de una energ¨ªa oscura que permea todo el espacio.

Para que su fluido cumpla con esa funci¨®n, Farnes y su equipo han introducido un nuevo ingrediente en su modelo matem¨¢tico: un ¡°tensor de creaci¨®n¡± que permite que las masas negativas no solo existan, sino que se generen continuamente. Esto significa que a medida que el universo se expande, este fluido negativo no se diluye. Seg¨²n Farnes, estas masas negativas aparecen continuamente en el universo ¡°casi como extra?as palomitas microsc¨®picas¡±. Dicha modificaci¨®n supone alterar la teor¨ªa general de la relatividad de Albert Einstein, admite.

No es de extra?ar pues que la propuesta haya sido recibida con escepticismo por algunos cosm¨®logos. Seg¨²n Richard Battye, director asociado del Observatorio Jodrell Bank de la Universidad de Manchester, el modelo de Farnes ¡°parece violar un gran n¨²mero de principios b¨¢sicos de la f¨ªsica moderna¡±, incluida la conservaci¨®n de la energ¨ªa.

¡°Para que este modelo sea tomado en serio, necesita explicar c¨®mo encaja con todo lo dem¨¢s que sabemos de f¨ªsica. Es completamente opuesto al est¨¢ndar. Estoy muy abierto a aceptar el hecho de que el modelo est¨¢ndar no es correcto, pero uno debe intentar modificar las cosas de manera que no violen las leyes que sabemos son verdaderas.¡±

Algunos f¨ªsicos consideran adem¨¢s que la introducci¨®n de masas negativas en la teor¨ªa conduce a consecuencias ex¨®ticas. ¡°Las masas negativas de mi modelo podr¨ªan, en principio, utilizarse para desarrollar algunas tecnolog¨ªas bastante inusuales. Por ejemplo, para dise?ar una nave que se desplace a la velocidad de la luz,¡± afirma Farnes. ¡°Aunque no m¨¢s r¨¢pido¡±, subraya.

¡°Obviamente no sabemos si podr¨ªamos dise?ar esos aparatos en la vida real. Podr¨ªa resultar completamente imposible. Si quisi¨¦ramos utilizar las masas negativas, deber¨ªamos tener un buen pu?ado de ellas y parece bastante complicado atrapar part¨ªculas que pueden existir en el espacio, pero cuya gravedad nos repele¡±.

Farnes es el primero en aceptar que su modelo matem¨¢tico es controvertido, pero afirma que su propuesta incluye diversas predicciones que pueden ponerse a prueba y parece ser consistente con observaciones existentes de supernovas distantes, el fondo c¨®smico de microondas y ciertos c¨²mulos de galaxias.

El astrof¨ªsico conf¨ªa en que las nuevas observaciones que obtendr¨¢ a partir de 2025 el Square Kilometre Array, el que ser¨¢ el mayor radiotelescopio del planeta y al que Espa?a se uni¨® en junio, contribuyan a demostrar su hip¨®tesis.

¡°Parece que un sencillo signo menos en las ecuaciones de Einstein podr¨ªa solucionar alguno de los principales problemas de la f¨ªsica, pero todav¨ªa hay mucho trabajo que hacer para comprobar si las observaciones respaldan esta idea¡±, afirma.