¿Podría la materia 'normal' estar transformándose en materia oscura?

Este tipo de multiplicación tiene un nombre: se llama crecimiento exponencial, y aparece todo el tiempo en distintos modelos de la naturaleza, desde colonias bacterianas hasta poblaciones de avispas parásitas, según se demostró en una anterior investigación publicada en ' Nature '.

Según ha explicado a LiveScience Joshua Rudeman , físico de partículas de la Universidad de Nueva York y coautor del estudio, «nos preguntamos si podría ser que la materia oscura creciera exponencialmente en función de su abundancia. Y nos dimos cuenta de que hay una forma sencilla de hacerlo».

Desde que su existencia fue postulada por el astrónomo suizo Fritz Zwicky en 1933, la materia oscura se ha convertido en el objetivo de miles de científicos en todo el mundo. Cinco veces más abundante que la materia ordinaria, resulta indetectable para nuestros instrumentos, ya que no emite ninguna clase de radiación electromagnética. Sin embargo, sabemos que está ahí porque ejerce gravedad sobre la materia que sí podemos ver, y resulta imprescindible para explicar los movimientos de las estrellas y galaxias que los astrónomos observan a través de sus telescopios. Por ejemplo, se han detectado ciertos cúmulos de estrellas que ejercen mucha más gravedad de la que debería ser posible en función de la cantidad de materia visible que contienen. La gravedad 'extra' corresponde a la materia oscura.

A pesar de todos los esfuerzos, nadie hasta ahora ha conseguido observar directamente materia oscura, ni tampoco averiguar de qué podría estar hecha. Pero una cosa es segura: sean cuales sean sus componentes, son muy diferentes de los átomos normales de los que está formada la materia ordinaria.

Ahora, en su estudio, los investigadores proponen un nuevo mecanismo que sugiere que la materia oscura procede, en realidad, de la propia materia ordinaria. La materia oscura debió crearse durante el Big Bang, al mismo tiempo que la materia ordinaria. Y las condiciones extremas de la ardiente 'sopa' de partículas original llevaron a que muchas de ellas resultaran destruidas por las continuas colisiones. Según una idea anterior del físico Adam Green, la mayoría de esas partículas originales eran de materia oscura, pero quedaron destruidas al entrar en contacto con otras partículas en un proceso llamado 'aniquilación'. De forma que, justo después de la aniquilación, al principio del Universo, quedaron muchas más partículas de materia ordinaria que de oscura.

Pero después las cosas se invirtieron, y la materia oscura que quedaba empezó a reemplazar a la abundante materia ordinaria en el universo temprano, en un proceso que Green llamó 'congelación'.

En su artículo, Rederman y sus colegas llevan el modelo de congelación hasta su extremo. Y sugieren que al principio, en efecto, había mucha más materia ordinaria que oscura, pero eso empezó a cambiar rápidamente. Cuando una partícula de materia oscura entra en contacto con otra de materia ordinaria, ambas se aniquilan, pero de la colisión surgen otras dos partículas de materia oscura.

Se trata de algo similar a la forma en que otras partículas fundamentales, como los positrones y los electrones, se aniquilan entre sí para producir dos fotones. Y si es cierto, el mecanismo es capaz de producir nueva materia oscura a un ritmo exponencial. El tiempo transcurrido desde el Big Bang habría sido suficiente, según los investigadores, para explicar la proporción actual entre materia oscura y materia ordinaria, que en el presente es de seis a uno.

¿Significa esto que la materia ordinaria terminará por desaparecer y que el Universo entero está destinado a convertirse en una enorme masa de materia oscura?

Según el estudio, no necesariamente. «Si el proceso continuara demasiado tiempo -explica Ruderman-, terminaría con un Universo con mucha más materia oscura que nuestro universo actual». Pero el nuevo mecanismo sólo funciona a temperaturas extremadamente altas, las que se dieron poco después del Big Bang. A medida que el universo se fue enfriando, la reacción se fue ralentizando y cesó.

No hay que olvidar, sin embargo, que el modelo de crecimiento exponencial sigue siendo solo uno de varios posibles mecanismos para explicar la materia oscura. «Ahora mismo -concluye Ruderman-, tenemos más preguntas que respuestas».