Detectan un evento físico desconocido compatible con la materia oscura

El investigador gallego Juan Calderón ha participado en la que podría ser la primera detección de la misteriosa materia que compone el 27 % del Universo

Simulación de una colisión de estrellas de bosones
Simulación de una colisión de estrellas de bosones

En noviembre de 1915 Albert Einstein presentó en Berlín la Teoría General de la Relatividad, la tesis que renovaba la Gravitación Universal de Isaac Newton. La gravedad dejaba de ser una fuerza para convertirse en una consecuencia de la curvatura que generan los objetos, como planetas, estrellas y lunas, en el espacio. Un año después, Einstein también predijo la existencia de las ondas gravitacionales, perturbaciones que provocan los cuerpos sobre el tejido espacio-temporal. Encontrar estas ondas siempre ha sido una prioridad para la ciencia porque son una pieza clave para completar la Relatividad General y no dar con ellas sería un verdadero problema, hasta tal punto de tener que revisar la teoría.

En 1974 fueron detectadas de forma indirecta por los astrofísicos Russell Alan Hulse y Joseph Hooton Taylor Jr. a partir de la observación de un púlsar binario que les permitió ganar el Nobel en 1993. Hubo que esperar un siglo para confirmar de manera directa que ese fenómeno que aparecía en las ecuaciones de Einstein realmente existía en el universo. El 14 de septiembre de 2015 el detector LIGO en Estados Unidos registró una onda gravitacional fruto de la fusión de dos agujeros negros que se produjo hace 1.300 millones de años. 

Desde aquella histórica fecha se han observado unas cincuenta ondas gravitacionales originadas por el choque de agujeros negros o estrellas de neutrones. El evento captado más reciente se registró en septiembre del 2020 en los experimentos LIGO y VIRGO. El físico gallego Juan Calderón fue uno de los responsables de esa detección. Los primeros datos apuntaban a la fusión de dos agujeros negros de 85 y 66 veces la masa del Sol. Pero ahora, el mismo equipo de Calderón sostiene que, en realidad, no son agujeros negros, sino un fenómeno físico nuevo. «Lo que hemos visto es que el origen del suceso habría sido producido por la colisión de dos objetos exóticos que llamamos estrellas de bosones. Una estrella normal está formado por materia incandescente que está sufriendo reacciones nucleares que hacen que brille. Las estrellas de bosones estarían hechas de una partícula hipotética llamada bosón ultraligero», sostiene el investigador del Instituto Gallego de Física de Altas Energías de la Universidad de Santiago.

No interaccionan con la luz

Estos bosones son partículas billones de veces más ligera que un electrón y no interaccionan con la luz ni la materia. Únicamente se manifiestan a través de la gravedad. Son las mismas características que definen a uno de los grandes misterios del Universo: la materia oscura. «Solo podemos observar este tipo de fenómenos a través de los efectos gravitatorios que producen sobre los objetos que tienen alrededor. Podríamos estar ante la partícula de la materia oscura. En este sentido, otros muchos investigadores ya han propuesto que estos bosones ultraligeros serían los candidatos más sólidos. Nuestra detección es consistente con esta propuesta», subraya. Es difícil de visualizar algo que nunca se ha visto, pero a partir de la interacción gravitatoria, los físicos se imaginan algunas formas que puede adquirir la materia oscura. «Pensamos que es posible que los agujeros negros puedan atraer este tipo de partículas y crear nubes alrededor del agujero», explica. 

Sin duda la física se encuentra ante un momento de la más relevancia histórica por lo que está en juego. La materia oscura ocupa un 27 % del Cosmos y su naturaleza sigue siendo un completo misterio para la ciencia moderna. Calderón aclara que esta hipótesis debe ser ahora debatida y respaldada por la comunidad científica. «Necesitamos registrar nuevas señales consistentes con las estrellas de bosones para poder asegurar que estamos ante una nueva partícula», reconoce.

En cualquier caso que se hayan publicado los resultados en la revista Physical Review Letters, la más importante del mundo sobre física, da una idea de la relevancia del trabajo. «Estoy realmente muy contento. Además el artículo ya lleva unos meses circulando de manera privada en el ámbito académico y está teniendo mucho impacto. Es el resultado de muchas horas de trabajo analizando los datos una y otra vez y empezar a creer realmente en lo que estábamos obteniendo y atrevernos a escribir el artículo. Estamos hablando de que si se confirma sería la primera detección de materia oscura y además estaríamos proponiendo de que está hecha», concluye.

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