LIGO pudo haber descubierto la materia oscura en un accidente

Cuando los científicos que trabajaban en el Observatorio de Ondas Gravitacionales de Interferómetro Láser (LIGO) descubrieron las ondas gravitacionales en febrero, marcó el final de una búsqueda de un siglo de algo que los físicos sabían que existía, pero no pudieron identificarlo ni identificarlo.

Tal vez, nos encontramos con una gema rara con ese descubrimiento, y matamos inadvertidamente dos pájaros de 100 años de edad con una piedra. Un nuevo artículo escrito por físicos en la Universidad Johns Hopkins y publicado en Letras de revisión física investiga si la fusión del agujero negro que produjo ondas gravitacionales y fue observada por LIGO también contenía una señal que confirma la existencia de materia oscura.

La materia oscura, la primera hipótesis en 1922, constituye el 85 por ciento de toda la materia en el universo. Pero a diferencia de la materia ordinaria, los científicos nunca han podido observarlo y medirlo. Sabemos que existe, porque hemos visto que suceden cosas extrañas en el universo que solo podrían ser el resultado de una acumulación masiva de materia que crea un efecto gravitatorio. Desafortunadamente, permanece oculto, y los científicos han pasado prácticamente un siglo buscándolo en vano.

En febrero, los científicos utilizaron un par de interferómetros para observar las señales extremadamente débiles (chirridos) que resultan de las ondas gravitacionales (esencialmente ondulaciones en el espacio-tiempo producidas por eventos de alta energía). En este caso, eran dos agujeros negros, cada uno aproximadamente 30 veces más masivos que nuestro Sol, que chocaban entre sí a 1.300 millones de años luz de la Tierra. Esa colisión liberó 5.3 × 10 ^ 47 julios de energía.

El equipo de investigación de JHU comenzó a preguntarse si la señal LIGO también contenía algo más, algo relacionado con la materia oscura. Toda la investigación se centra en algo llamado los agujeros negros primordiales (PBH), un hipotético primer lanzamiento de Stephen Hawking en 1971 que sugiere que el universo primitivo estaba compuesto por varias regiones densas diferentes llenas de materiales cósmicos en bruto que forman los cuerpos estelares. Mientras que los agujeros negros normales son el resultado de estrellas colapsadas, las PBH eran estas regiones que colapsaban sobre sí mismas. Por lo tanto, las estrellas tempranas se habrían formado cerca de estos PBH, que son lo suficientemente pequeños como para sostenerse frecuentemente alrededor del halo galáctico, la parte de una galaxia donde se cree que la materia oscura existe principalmente.

Aunque la idea de que los PBH están realmente ahí fuera se ha sumergido en la última década, algunos físicos todavía piensan que podrían ser posibles. El equipo de JHU no ofrece necesariamente ninguna evidencia afirmativa de que la señal LIGO ilustra la materia oscura; en su lugar, concluyen que las mediciones no excluyen la noción de una tasa anticipada para la fusión de PBHs dentro de un halo galáctico.

“Distinguir si cualquier evento de onda gravitacional individual, o incluso alguna población de eventos, proviene de PBH materia oscura o de fuentes astrofísicas más tradicionales será desalentador. Sin embargo, hay algunas perspectivas. "Aparentemente, las fusiones de PBH se distribuirán más como halos de materia oscura a pequeña escala y, por lo tanto, es menos probable que se encuentren en galaxias luminosas o cerca de ellas que en fusiones de agujeros negros de fuentes astrofísicas más tradicionales".

En otras palabras, aún no podemos concluir que la señal LIGO no era causado por un PBH asociado con la materia oscura. El equipo de JHU sugiere enfocar estudios en masas astrofísicas dentro de halos galácticos que no puedan vincularse de manera concluyente a fuentes conocidas.

Una cosa es segura: la búsqueda de materia oscura se ha vuelto más rara.