¿Está desapareciendo la materia oscura?

Si la conversión de materia oscura en energía oscura continúa al mismo ritmo detectado por los científicos, el Universo terminará siendo un lugar frío, vacío y oscuro. Y en un plazo de tiempo mucho menor de lo que se creía.

Desde que se descubrió, en 1998, que el Universo se expande de forma acelerada (es decir, que su expansión es cada vez más rápida), el mejor modelo para describir su evolución implica una constante cosmológica (Λ) que, junto con el modelo de Materia Oscura Fría (CDM, por Cold Dark Matter), describe el mecanismo de esa expansión acelerada.

El CDM se basa en partículas que no interactúan de forma alguna con la radiación electromagnética y que tienen una vida extremadamente larga. Las partículas de materia oscura, además, son seis veces más numerosas que las de la materia ordinaria (las que forman las estrellas y galaxias) y dan cuenta, por lo tanto, del 85% de toda la materia del Universo, dominando con su fuerza gravitaroria la formación de cualquier estructura a gran escala.

Sin embargo, y aunque el modelo ΛCDM se apoya en un buen número de observaciones diferentes, cuenta aún con varias inconsistencias, algunas de ellas descubiertas muy recientemente. Usando datos del fondo cósmico de microondas tomadas en 2013 por el telescopio espacial Planck, el modelo ΛCDM ha sido utilizado para predecir el ritmo al que las grandes estructuras que podemos observar a nuestro alrededor han ido creciendo a lo largo de la historia del Universo. Sin embargo, otros estudios han sugerido que la tasa de formación de esas grandes estructuras podría ser más lento del que predice el modelo ΛCDM. Lo cual significaría que las partículas CDM, la materia oscura fría, está desapareciendo gradualmente del Universo.

Los cosmólogos han intentado normalizar esas discrepancias a base de realizar sutiles modificaciones en el modelo ΛCDM. Por ejemplo, permitiendo que la constante Λ varíe con el paso del tiempo, o que la materia oscura fría termine por transformarse en materia y energía convencionales. Pero todos esos cambios no han hecho más que empeorar las cosas, suscitando más nuevas preguntas que respuestas concretas.

Ahora, Valentina Salvatelli, Najla Said y Alessandro Melchiorri, de la Universidad de Roma, junto a David Wands y Marco Bruni, de la Universidad de Portsmouth, han dado con una forma de reconciliar estas observaciones, aparentemente incompatibles. Y lo que han hecho los científicos es, precisamente, extender el modelo ΛCDM para permitir que la materia oscura decaiga y se transforme en energía oscura.

Para contrastar su modelo con las observaciones reales, Wands y sus colegas compararon la evolución de las estructuras a gran escala predichas por los datos del telescopio espacial Planck con las observaciones reales obtenidas de la medición del corrimiento hacia el rojo de una serie de galaxias guía. Como se sabe, el corrimiento hacia el rojo sirve para medir a qué velocidad se está alejando un objeto de nosotros.

Para ello, los investigadores dividieron la historia del Universo en cuatro partes iguales, y hallaron que el tipo de interacción que proponían (la materia oscura convirtiéndose en energía oscura) empezaba a ser significativa en la tercera y la cuarta parte. Esto es, desde hace unos 8.000 millones de años hasta nuestros días.

«Parece que el modelo ΛCDM estandar no es suficiente para describir y explicar todos los datos. Creemos haber encontrado un modelo mejor de energía oscura», explica Wands.

A pesar de que la tasa de conversión de CDM (Materia Oscura Fría) en energía oscura es muy pequeña y lenta, Wands cree que, si se mantiene, toda la materia oscura del Universo habrá desaparecido dentro de 100.000 millones de años. «Si la energía oscura está creciendo y la materia oscura se está evaporando - explica Wands- terminaremos con un Universo enorme, aburrido, vacío y sin prácticamente nada en él». Un resultado sin duda fascinante y que abre nuevas perspectivas hacia la comprensión de la realidad física que nos rodea.