Utilización de las Ondas Gravitacionales Para Buscar Materia Oscura
Mediante simulaciones por ordenador, un equipo mundial de cosmólogos ha descubierto que la observación de las ondas gravitacionales procedentes de la fusión de agujeros negros puede revelar la verdadera naturaleza de la materia oscura. El doctor Alex Jenkins, del University College de Londres, será coautor de su descubrimiento hoy en la Reunión Nacional de Astronomía 2023.
Este equipo estudió la producción de señales de ondas gravitacionales en universos simulados con diversos tipos de materia oscura mediante simulaciones por ordenador. Sus hallazgos muestran que contar el número de eventos de fusión de agujeros negros encontrados por la próxima generación de observatorios puede decirnos si la materia oscura interactúa o no con otras partículas. Esto nos permite comprender mejor de qué está hecha.
El conocimiento de los cosmólogos
En opinión general de los cosmólogos, nuestra comprensión del cosmos carece de materia oscura. A pesar de las sólidas pruebas que demuestran que representa el 85% de toda la materia del universo, no existe un consenso actual sobre la naturaleza subyacente de la materia oscura. Esto incluye si las partículas de materia oscura pueden colisionar con otras, como átomos o neutrinos, o pueden atravesarlas directamente sin verse afectadas.
Para comprobar esto, se puede observar cómo las galaxias se forman en halos, densas nubes de materia oscura. Cuando colisiona con los neutrinos, la estructura de la materia oscura se dispersa, con lo que se forman menos galaxias. Sin embargo, el problema de este método es que todas las galaxias que desaparecen son diminutas y están muy lejos de nosotros. Incluso con los mejores telescopios disponibles, es difícil determinar si están ahí.
Explorar la estructura del Universo a través de las ondas gravitacionales: Perspectivas de futuro
Los autores de este estudio sugieren utilizar las ondas gravitacionales para medir la abundancia de galaxias evanescentes de forma indirecta, en lugar de verlas directamente. Su simulación muestra muchas menos fusiones de agujeros negros en el universo lejano en modelos en los que la materia oscura colisiona con otras partículas. Aunque este efecto es demasiado pequeño para ser observado por los experimentos de ondas gravitacionales que se realizan actualmente, será un objetivo importante para la próxima generación de observatorios que se están planificando.
Estos métodos estimularán nuevas ideas sobre el uso de los datos de ondas gravitacionales para explorar la estructura a gran escala del universo y arrojar nueva luz sobre la misteriosa naturaleza de su materia oscura.
En opinión del Dr. Sownak Bose, de la Universidad de Durham, coautor del estudio: Nuestra comprensión del universo aún se enfrenta a muchos misterios, incluida la materia oscura. Esto indica que es crucial seguir descubriendo nuevas formas de estudiar los modelos de materia oscura, combinando sondas nuevas y ya existentes para poner a prueba las predicciones de los modelos en la medida de lo posible. Los estudios de astronomía de ondas gravitacionales posibilitan una mejor comprensión de la materia oscura y de la formación y evolución de las galaxias en general.
Declaración de los copartícipes sobre las ondas gravitacionales y la evolución del Universo
Además, el otro coautor, Markus Mosbech, de la Universidad de Sídney, añadió: Como atraviesan el universo sin obstáculos, las ondas gravitacionales nos ofrecen una oportunidad única de observar el universo primitivo, y los interferómetros de próxima generación serán lo suficientemente sensibles como para permitir la detección de eventos individuales a enormes distancias.
El Profesor Mairi Sakellariadou del King’s College de Londres, otro miembro del equipo de investigación, dijo: Los datos sobre ondas gravitacionales de tercera generación proporcionarán una forma nueva e independiente de poner a prueba el modelo actual que describe la evolución de nuestro universo y arrojarán luz sobre la naturaleza aún desconocida de la sustancia oscura.
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