Buscando materia oscura, podrían haber descubierto energía oscura

Un nuevo estudio, dirigido por investigadores de la Universidad de Cambridge y publicado en la revista Physical Review D, sugiere que algunos resultados inexplicables del experimento XENON1T desarrollado en Italia pueden haber sido causados por la energía oscura, y no por la materia oscura para la que fue diseñado el experimento.

Los investigadores sostienen que su estudio podría ser un paso importante hacia la detección directa de energía oscura: construyeron un modelo físico para ayudar a explicar los resultados, que pueden haberse originado a partir de partículas de energía oscura producidas en una región del Sol con fuertes campos magnéticos.

Los experimentos a gran escala como XENON1T han sido diseñados para detectar directamente la materia oscura, mediante la búsqueda de signos de interacción entre la materia oscura y la materia ordinaria o bariónica, pero la energía oscura es aún más esquiva y difícil de detectar.

El universo que no vemos

Aproximadamente el 27 por ciento del universo es materia oscura, la fuerza invisible que mantiene unidas a las galaxias y la red cósmica, mientras que el 68 por ciento es energía oscura, aquella que permite la expansión acelerada del universo. El resto está conformado por la materia ordinaria o bariónica, que según los científicos representa entre el 4 y el 5 por ciento del contenido del cosmos.

En consecuencia, la materia que conocemos en todas sus expresiones y en forma de galaxias, planetas, océanos, plantas, animales o incluso nuestros propios cuerpos sería un porcentaje mínimo de la totalidad de lo existente.

Gravedad y expansión del universo

De acuerdo a una nota de prensa, el experimento italiano podría ser una oportunidad única para desvelar las características de la misteriosa energía oscura, aun más desconocida e inexplicable que la materia oscura. Según los especialistas, aunque ambos componentes son invisibles sabemos mucho más sobre la materia oscura, ya que su existencia ya se había estimado en la década de 1920, en tanto que la energía oscura no se descubrió teóricamente hasta 1998.

Para detectar la energía oscura, los científicos generalmente buscan interacciones gravitacionales: la forma en que la gravedad arrastra los objetos. En ese marco, intentan capturar por ejemplo las denominadas ondas gravitacionales, que son perturbaciones del espacio-tiempo producidas por un cuerpo masivo acelerado. Se crean cuando los objetos se mueven a velocidades muy elevadas, como puede suceder en una explosión estelar o supernova.

Sin embargo, en las escalas más grandes, el efecto gravitacional de la energía oscura es extremadamente repulsivo, provocando que las cosas se alejen unas de otras. Este fenómeno es el que acelera la expansión del universo.

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¿La energía oscura se deja ver?

Luego de constatar hace aproximadamente un año una señal inesperada o resultado anómalo en el experimento XENON1T, orientado a explorar las condiciones de la materia oscura, los científicos británicos desarrollaron su nuevo estudio con el propósito de investigar cómo las partículas de energía oscura producidas en los fuertes campos magnéticos del Sol podrían explicar el exceso de XENON1T.

Los cálculos sugieren que experimentos como XENON1T también podrían usarse para detectar energía oscura, y no solamente materia oscura. Sin embargo, el origen del exceso original aún debe confirmarse de manera convincente. En caso de verificarse, podría abrir el camino para que las próximas actualizaciones del experimento XENON1T o proyectos similares como LUX-Zeplin y PandaX-xT puedan avanzar en el mismo sentido.

En función de este descubrimiento, los científicos concluyeron que podría ser posible detectar directamente la energía oscura en la próxima décadaenergía oscura. ¿Será el final del misterio?

Referencia

Direct detection of dark energy: the XENON1T excess and future prospects. Sunny Vagnozzi et al. Physical Review D (2021).DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.063023

Foto: Sergey Katyshkin en Pixabay.