NeoFronteras

Gráfico que muestra proporciones de elementos pesados en la nucleosíntesis primordial (UCSD).

Han propuesto que la materia oscura podría consistir en pelotas o bolas de unos 20cm de diámetro y una tonelada de peso. Serían difíciles de detectar y podrían encontrarse en el interior de las estrellas masivas haciendo que éstas explotaran como supernovas. En promedio debería de haber una de estas bolas por un volumen del tamaño del sistema solar.
Cuando se mide la cantidad de materia ordinaria que hay en una galaxia se comprueba que es mucho menor que la cantidad de masa total que podemos medir mediante la observación que su efecto gravitacional tiene sobre la dinámica de la galaxia. Como la materia ordinaria se mide observando la materia que emite o absorbe luz, o en otras palabras, midiendo la materia que forma estrellas o que forma de nubes de gas y polvo, entonces en contraposición la materia oscura es la que no vemos. Este hecho se puede ver también en la dinámica de cúmulos de galaxia y en las lentes gravitatorias galácticas. Además, para que funcionen los modelos cosmológicos de evolución del Universo hace falta que exista ese tipo de materia que no se ve, pero que tiene un efecto gravitatorio. Es lo que se ha llamado materia oscura. Según los últimos cálculos el 5% del Universo es materia ordinaria el 25% materia oscura y el 70% energía oscura.
Lo malo es que no se sabe la naturaleza de la materia oscura. Se ha dicho que podría consistir en agujeros negros, en partículas exóticas masivas débilmente interactuantes, enanas marrones, etc. De momento es un misterio.
Ahora Colin Froggatt (Glasgow University) y Holger Nielsen (Instituto Niels Bohr Institute en Copenage) porponen una nuevo candidato a materia oscura que sólo requiere de la Física del modelo estándar. El modelo predice además la proporción de materia oscura sobre la ordinaria y concuerda con los datos del satélite WMAP obtenidos en 2003. Como nada es perfecto el modelo tiene en cuenta una hipótesis un tanto exótica: la existencia de un vacío alternativo (sería como un mínimo de energía) que tienen la misma densidad de energía que el nuestro.
El otro vacío y el nuestro fueron separados en diferentes regiones del espacio por paredes de dominio al comienzo del Universo, cuando éste era mucho más denso y caliente, un segundo después de la Gran Explosión. En ese momento grandes cantidades de materia fueron encapsuladas en forma de bola dentro de regiones de vacío alternativo por esas paredes de dominio. Dentro de estas bolas se produjeron más tarde numerosas reacciones de fusión nuclear que produjeron núcleos más pesados que el hidrógeno que fueron expulsados al vacío ordinario (el nuestro). Según el modelo una sexta parte de estos nucleones escaparon al vacío normal de esta manera y el resto permaneció dentro de las bolas. Según los cálculos esto concuerda con la proporción de materia oscura y ordinaria que observamos ahora. Además, este nuevo modelo explica por qué el litio es de dos a tres veces menos abundante que lo que predice el modelo estándar de Big-Bang.
Estos teóricos creen que algunas de estas bolas han sido recolectadas en el interior de estrellas masivas. A suficiente temperatura y densidad estas bolas deben de consumir la propia estrella produciendo suficiente energía como para que estalle en forma de supernova.
Según los autores las bolas que estén flotando en el espacio vacío pueden colapsar produciendo rayos cómicos de ultra alta energía que pueden ser observados.

Referencias:

– 2005 Phys. Rev. Lett. 95 231301
– Charla de Holger Nielsen.