La materia oscura es el enigma más grande del cosmos, parece estar recubriendo absolutamente todo, pero nos es imposible verla. Sólo sabemos sobre ella debido a su extrema densidad que hace que el espacio-tiempo se curve de maneras que la materia bariónica (toda aquella que podemos ver), no puede explicar. Los físicos han estado invirtiendo grandes esfuerzos en descubrir la materia oscura pero hasta ahora nada ha dado resultado, aunque todavía quedan más vías y una nueva investigación sugiere que la materia oscura podría estarse comportando más como una onda que como una partícula.
Invisible pero omnipresente
Hasta donde creemos, la materia oscura conforma un 85% (algunos dicen que el 80%) de todo el cosmos. Nuestro Universo está constituido principalmente por un material que no conocemos y nunca hemos visto, pero que sabemos que está ahí. De otra forma el Universo mismo no tendría sentido, el rompecabezas de lo que sabemos sobre el comportamiento de las galaxias, estrellas y planetas, simplemente no tendría explicación.
El único problema es que este tipo de materia escurridiza le hace honor a su nombre y es incapaz de emitir cualquier tipo de energía que refleje luz. Es por eso que nuestros telescopios no pueden detectarla por más que busquen.
Durante décadas los astrofísicos han perseguido a la misteriosa materia oscura y creen que esta locura estaría conformada por alguna partícula fundamental ignota hasta ahora, aunque no están del todo seguros. Se han propuestos varias partículas como candidatas hipotéticas, algunas de ellas han sido descartadas como el neutrino estéril; pero quedan en el mapa dos partículas todavía.
Por un lado están la partículas masiva de interacción débil (WIMP) y en la otra esquina tenemos a la partículas extremadamente liviana llamada axiones. La primeras se comportarían más como partículas discretas, los axiones por otro lado, tendrían un comportamiento mucho más como ondas debido a la interferencia cuántica.
Los anillos de Einstein y su relación con la materia oscura
Cuando la luz que viaja a través del cosmos pasa por un objeto masivo como un cúmulo de galaxias, su camino se desvía debido a que la gravedad del objeto distorsiona el espacio tiempo a su alrededor. Este fenómeno llamado lente gravitacional fue descrito por Albert Einstein en su Teoría de la Relatividad General hace más de un siglo, en donde la luz forma los llamados anillos de Einstein.
Investigadores de la Universidad de Hong Kong, miraron detenidamente hacia una flexión gravitacional, donde se veían varias copias de un mismo objeto lejano debido al lente gravitacional. Luego usaron un modelo detallado para calcular cómo se distorcionarían tales imágenes si la materia oscura estuviera compuesta por WIMP o axiones.
La simulación del modelo WIMP no era muy acercado al anillo de Einstein, mientras que el modelo hecho por axiones reproducía a la perfección la características del sistema de flexión gravitacional. Es por esto que los investigadores creen que es probable que la materia oscura se comporte más como una onda y esta sea la razón por la que no hemos podido encontrarla, más allá del hecho de que es invisible.
Referencias: Amruth, A., Broadhurst, T., Lim, J. et al. Einstein rings modulated by wavelike dark matter from anomalies in gravitationally lensed images. Nature Astronomy (2023). DOI
