La cantidad de materia oscura en el Universo ha disminuido en aproximadamente un 2-5%, lo que puede explicar las discrepancias en los valores de algunos parámetros cosmológicos importantes durante el Big Bang y hoy, dicen los cosmólogos rusos en un artículo publicado en la revista Physical Review D.
“Imaginemos que la materia oscura consta de varios componentes, como la materia ordinaria. Y un componente está formado por partículas inestables, cuya vida útil es bastante larga: en la época de la formación del hidrógeno, cientos de miles de años después del Big Bang, todavía están en el Universo, y hoy ya han desaparecido, decayendo en neutrinos o partículas relativistas hipotéticas. Entonces, la cantidad de materia oscura en el pasado y hoy será diferente”, dijo Dmitry Gorbunov del Moscow Phystech, citado por el servicio de prensa de la universidad.
La materia oscura es una sustancia hipotética que se manifiesta exclusivamente a través de la interacción gravitacional con las galaxias, introduciendo distorsiones en su movimiento. Las partículas de materia oscura no interactúan con ningún tipo de radiación electromagnética y, por lo tanto, no pueden detectarse durante las observaciones directas. La materia oscura representa aproximadamente el 26% de la masa del Universo, mientras que la materia "ordinaria" representa solo aproximadamente el 4,8% de su masa; todo lo demás recae sobre la igualmente misteriosa energía oscura.
Las observaciones de la distribución de la materia oscura en los rincones más cercanos y distantes del universo, realizadas con telescopios terrestres y la sonda Planck, revelaron recientemente algo extraño: resultó que la tasa de expansión del Universo y algunas propiedades del "eco" del Big Bang en el pasado distante y en la actualidad son marcadamente diferentes. Por ejemplo, hoy en día las galaxias se separan entre sí mucho más rápido de lo que se desprende de los resultados del análisis del CMB.
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Gorbunov y sus colegas encontraron una posible razón para esto.
Hace un año, uno de los autores del artículo, el académico Igor Tkachev del Instituto de Física Nuclear de la Academia de Ciencias de Rusia en Moscú, formuló la teoría de la llamada materia oscura en descomposición (DDM), en la que, en contraste con la teoría generalmente aceptada de la "materia oscura fría" (MDL), parte o la totalidad de ella las partículas son inestables. Estas partículas, como sugirieron Tkachev y sus asociados, deberían decaer en raras ocasiones, pero en cantidades notables para generar desviaciones entre el Universo joven y el moderno.
En su nuevo trabajo, Tkachev, Gorbunov y su colega Anton Chudaykin intentaron calcular cuánta materia oscura tenía que descomponerse, utilizando datos recopilados por Planck y otros observatorios que estudiaron la radiación cósmica de fondo de microondas y las primeras galaxias del universo.
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Como mostraron sus cálculos, la descomposición de la materia oscura realmente puede explicar por qué los resultados de las observaciones de esta sustancia con la ayuda de "Planck" no se corresponden con los datos de las observaciones de los cúmulos de galaxias más cercanos.
Curiosamente, esto requiere la desintegración de una cantidad relativamente pequeña de materia oscura, del 2,5 al 5% de su masa total, cuya cantidad es casi independiente de las propiedades fundamentales que debería tener el universo. Ahora, como explican los científicos, toda esta materia se ha descompuesto, y el resto de la materia oscura, de naturaleza estable, se comporta como lo describe la teoría CDM. Por otro lado, también es posible que continúe desintegrándose.
“Esto significa que en el universo actual hay un 5% menos de materia oscura que en la era de la formación de las primeras moléculas de hidrógeno y helio después del nacimiento del universo. Ahora no podemos decir qué tan rápido se desintegró esta parte inestable, es posible que la materia oscura continúe decayendo incluso ahora, aunque este ya es otro modelo mucho más complejo”, concluye Tkachev.
