⚛️ La materia oscura ultrarelativista: una hipótesis cosmológica innovadora
Invisible pero omnipresente, la materia oscura no emite luz. Sin embargo, su influencia gravitacional es necesaria para explicar la formación de las galaxias. Constituyendo una parte mayoritaria de la masa cósmica, guía el ensamblaje de las estrellas y los planetas. Su ausencia haría que las vastas estructuras que observamos hoy fueran muy diferentes, incluso inconcebibles.
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Publicados en Physical Review Letters, estos trabajos indican que las partículas de materia oscura podrían haberse desacoplado de la materia ordinaria mientras estaban muy energéticas. Este fenómeno se habría producido durante la fase determinante del recalentamiento post-inflacionario. El Universo, entonces en plena expansión y enfriamiento progresivo, habría permitido que estas partículas inicialmente muy calientes perdieran energía.
Esta nueva hipótesis se distingue de los modelos que involucran a los neutrinos, durante mucho tiempo considerados inadecuados como candidatos calientes. Muestra que la materia oscura podría haberse enfriado lo suficientemente temprano como para no obstaculizar la formación de galaxias. Los investigadores precisan que la dinámica de la expansión cósmica habría ofrecido a estas partículas ultrarelativistas el tiempo para frenar antes de la aparición de las primeras estructuras galácticas.
Esta propuesta amplía así los escenarios concernientes a la naturaleza y el comportamiento de la materia oscura, al tiempo que propone nuevas formas de considerar sus interacciones con la materia visible. Los científicos pueden ahora examinar modelos alternativos que integren esta formación a alta temperatura.
Para probar estas ideas, el equipo planea buscar indicios mediante colisiones de partículas o a través de la observación del cosmos. Estos enfoques podrían descubrir firmas de la materia oscura en eventos cósmicos antiguos.
La inflación cósmica y el recalentamiento posterior
La inflación cósmica designa un período extremadamente breve que ocurre justo después del Big Bang, durante el cual el Universo experimentó una expansión exponencial. Esta fase alisó y homogeneizó el cosmos, sentando las bases de las estructuras futuras.
El recalentamiento post-inflacionario es la época que sigue inmediatamente, donde el Universo se llena de partículas y energía. Es durante esta fase que la materia oscura, según el nuevo estudio, podría haberse formado a temperaturas extremas. Las condiciones eran propicias para interacciones violentas y la generación de partículas exóticas.