Un nuevo estudio conjunto de la Universidad de Minnesota Twin Cities y la Universidad Paris-Saclay sugiere que la materia oscura, ese componente invisible que da forma al Cosmos, podría haberse originado extremadamente caliente y moviéndose casi a la velocidad de la luz durante el recalentamiento postinflacionario. Si se confirma, esto pondría patas arriba décadas de modelos cosmológicos basados en la idea de materia oscura fría.
Durante años, los científicos asumieron que la materia oscura era lenta y “fría” desde su nacimiento, una premisa que sustentó gran parte de nuestra comprensión sobre la formación de galaxias y estructuras a gran escala. Sin embargo, los investigadores revisaron este dogma analizando cómo podría comportarse la materia oscura en las primeras fracciones de segundo después del Big Bang. Su trabajo se ha publicado en Physical Review Letters, la revista de la American Physical Society.
La incógnita del Big Bang se acerca a resolverse: la materia oscura surgió en un estado candente, retando nuestra comprensión del Universo
El núcleo del debate reside en un concepto llamado “congelación”: cuando las partículas dejan de interactuar intensamente con la radiación, se desacoplan y conservan su velocidad. Hasta ahora se creía que si las partículas de materia oscura fueran demasiado rápidas, suavizarían las fluctuaciones de densidad y bloquearían la formación de galaxias. Por eso se descartaron candidatos “calientes”, como ciertos neutrinos, que se convirtieron en el paradigma de lo que se llama materia oscura caliente.
El nuevo estudio demuestra que, bajo condiciones específicas del recalentamiento postinflacionario, estas partículas podrían enfriarse a tiempo para permitir la formación de estructuras cósmicas. La clave está en el momento de su producción, pues nacidas ultrarrápidas, tendrían margen suficiente para perder energía a medida que el Universo se expandía, conciliando la teoría con la observación.
Stephen Henrich, autor principal del artículo, recuerda que durante más de 40 años se asumió que la materia oscura debía ser necesariamente fría. “Nuestros resultados muestran que esa restricción no es indispensable para explicar la estructura del Universo”, afirma. Yann Mambrini, coautor, añade que el hallazgo abre la puerta a explorar un período de la historia cósmica extremadamente cercano al Big Bang, ampliando el alcance de la cosmología experimental. Sus implicaciones podrían redefinir la manera en que entendemos la formación del cosmos y el origen de la materia oscura.
