Materia oscura e inflación – ¿uno y lo mismo?

La misteriosa materia oscura que llena el universo podría estar hecha de las mismas partículas que pusieron el “big” en el big bang – explicando tanto la inflación como la materia oscura de un solo golpe.

Los cosmólogos creen que en sus inicios, el universo pasó por un periodo de expansión, conocido como inflación, justo tras el big bang – aunque no saben qué fue exactamente lo que lo provocó. Ahora, el cosmólogo Andrew Liddle de la Universidad de Sussex, Reino Unido, y sus colegas dicen que una partícula puede ser responsable tanto de la inflación como de la materia oscura que ha intrigado a los astrónomos.

“Tenemos estos dos misterios que en realidad no comprendemos, por lo que pensamos, ¿por qué no unirlos para reducir el problema a la mitad” dijo Liddle a New Scientist. “Es tan simple que al principio nos preocupaba que fuese absurdo”.

La teoría de Liddle depende de la idea sugerida por otro cosmólogo sobre que la inflación está causada por una partícula hipotética, acertadamente llamada inflatón. “El inflatón tiene unas propiedades de presión que no vemos en las partículas cotidianas”, explica Liddle. Por ejemplo, cuando se crearon en los inicios del universo, empujaron el espacio, forzándolo a expandirse.

El pensamiento estándar es que los inflatones habrían decaído en partículas normales justo después de que finalizara la inflación en la primera fracción de segundo tras el big bang, no dejando ninguno hoy día. Sin embargo, Liddle y sus colegas se dieron cuenta que si algunas partículas inflatones sobrevivieron tras la intensa explosión expansiva de la inflación, su masa sería importante para atraer la materia de alrededor.

Colisión y aniquilación

“En las últimas etapas de la inflación y de ahí en adelante, el ratio de expansión se ha decelerado por lo que la masa de las partículas se hace importante, y las partículas se comportan entonces como partículas de materia oscura mostrando atracción gravitatoria”, explica.

El problema llegó al tener que manejar algunos inflatones por aquí todavía. “Es fácil explicar por qué desaparecieron todos, pero ¿por qué la mayoría desaparecieron, y sólo algunos permanecieron?” dice Liddle. Si los inflatones pueden interactuar con partículas normales, incluso muy débilmente, como se supone normalmente, decaerán fácilmente cuando colisionen con otra partícula.

Para sortear ésto, Liddle sugiere que los inflatones sólo decaen cuando colisionan con otros inflatones – aniquilándose ambos miembros del par. Sus cálculos demuestran que aunque la mayoría de inflatones quedarían en efecto aniquilados tras la inflación, unos pocos escaparían, como se requiere.

Hallar pruebas para la teoría será duro, no obstante. Dado que los inflatones de Liddle no interactúan con la materia normal, dice que no pueden mostrarse en las búsquedas directas de materia oscura, como la Búsqueda Criogénica de Materia Oscura en Minnesota, Estados Unidos.

Aunque la mayoría de los cazadores de materia oscura están disgustados por que estas búsquedas no han mostrado aún la esquiva partícula, Liddle dice humorísticamente que le da un “pequeño aplauso” a este fallo. “Por supuesto, si ellos encuentran algo, inmediatamente descartan mi idea”, comenta.

Simple pero importante

Dado que los inflatones están ahora muy dispersos, hay una mínima posibilidad de que vuelvan a entrar en contacto entre sí y se aniquilen hoy, o en el futuro. Pero si lo hacen, crearían una explosión detectable de radiación de alta energía, añade Liddle, quien presentí el trabajo en la conferencia COSMO 07 en la Universidad de Sussex en agosto.

Al cosmólogo David Lyth de la Universidad de Lancaster, Reino unido, le gusta la propuesta. “Es una idea estupenda”, dice. “Liddle tiene una forma de poner el dedo sobre ideas muy simples que podrían resultar ser importantes”

Lev Kofman del Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica en Toronto también está de acuerdo con la teoría. “Sería realmente genial si el mismo tipo fuese responsable tanto de la materia oscura como de la inflación”, dice.

Kofman trabajó en una idea similar en el pasado, pero encontró que era difícil explicar cómo sobrevivieron el número correcto de inflatones a la inflación. Está impresionado de que el equipo de Liddle haya intentado resolver esto, pero añade que se necesita más trabajo antes de que los cosmólogos acepten la idea. “Es muy atractiva, pero por así decirlo, no apostaría mi casa sólo con eso”, dice Kofman.


Autor: Zeeya Merali
Fecha Original: 14 de septiembre de 2007
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Comments (0)

  1. [...] Materia oscura e inflación – ¿uno y lo mismo?www.cienciakanija.com/2007/09/17/materia-oscura-e-inflacion-… por 2pir hace pocos segundos [...]

  2. Eduardo Madueño Joaquín

    Me parece interesante la idea de Liddle porque al perecer nadie se había dado cuenta que la inflación inicial era consecuencia de una fuerza (tan fundamental como las otras) cuya partícula de intercambio se ha dado en llamar acertadamente inflatón. Esta fuerza persiste hasta la actualidad. Prueba de ello es que el universo está en expansión (es una fuerza centrífuga que está en constante y victoriosa lucha con la fuera gravitacional que es centrípeta). En el momento en que la gravedad imponga condiciones, el universo se derrumbará sobre si mismo originándose el big crunch. Felizmente nosotros ya no estaremos aquí.

  3. [...] se necesita un campo escalar, hecho de una energía especial, desconocida. Le pusieron nombre. Inflatón. Vale. El que descubre tiene derecho a poner nombre a su descubrimiento por idota que sea el apodo. [...]

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