La estructura del universo como una interferencia cuántica

Investigación UPV/EHU

Microsoft Word - NP Thomas Broadhurst

Tom Broadhurst, investigador Ikerbasque en el Departamento de Física Teórica de la UPV/EHU, ha participado junto a científicos de la Universidad Nacional de Taiwan en una investigación que profundiza en la materia oscura fría y propone nuevas soluciones a la formación de galaxias y la estructura del Universo. Estos resultados, publicados en Nature Physics, están siendo contrastadas con nuevos datos aportados por el telescopio espacial Hubble.

En cosmología, la materia oscura fría es una forma de materia cuyas partículas se mueven lentamente en comparación con la luz, de ahí lo de fría, e interaccionan débilmente con la radiación electromagnética. Se estima que sólo el 4,9% de la materia-energía del Universo es materia bariónica, la que forma estrellas, planetas y organismos vivientes. El resto es materia y energía oscuras.

Hoy por hoy la materia oscura fría es la explicación más sencilla para la mayoría de las observaciones cosmológicas. Ayuda a explicar cómo el universo evolucionó desde su estado inicial a la distribución de galaxias y clústeres actual, la estructura del Universo a gran escala. En cualquier caso, la teoría no era capaz de explicar de un modo satisfactorio ciertas observaciones, y la nueva investigación de Broadhurst y sus compañeros aporta nueva luz al respecto.

Tal y como explica el investigador Ikerbasque, “hemos reinterpretado la materia oscura fría como un condensado de Bose-Einstein, guiados por las primeras simulaciones de la formación de galaxias en este contexto”. De este modo, “los bosones muy ligeros que forman el condensado comparten la misma función de onda cuántica, de manera que se forman en escalas astronómicas patrones de interferencia en forma de onda a gran escala.”

Esta tesis sirve para plantear que todas las galaxias en este contexto deberían tener en su centro grandes ondas estacionarias de la materia oscura, llamadas solitones, que explicarían los núcleos observados en galaxias enanas comunes, que son sorprendentemente uniformes.

La investigación también permite predecir que las galaxias se forman relativamente tarde en este contexto en comparación con la interpretación de partículas estándar de la materia oscura fría. Estas nuevas predicciones están siendo contrastadas por el equipo con observaciones del telescopio espacial Hubble.

Los resultados son muy prometedores, ya que abren la posibilidad de que la materia oscura pueda ser considerada como un fluido cuántico muy frío que rige la formación de la estructura de todo el Universo.

Referencia:

Schive H.Y. & Tom Broadhurst (2014). Cosmic structure as the quantum interference of a coherent dark wave, Nature Physics, 10 (7) 496-499. DOI: http://dx.doi.org/10.1038/nphys2996

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

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