La naturaleza de la materia oscura sigue siendo uno de los grandes misterios de la ciencia. Tanto es así que hay científicos que consiguen gran eco mediático simplemente proponiendo teorías en las que la materia oscura no aparece. Pero ninguna de estas teorías termina de explicar las cosas tan bien como lo hace la materia oscura.

Mientras se dilucida de qué está compuesta, las propiedades atribuibles a la materia oscura, aparte de su masa, podrían ayudar a explicar algunas anomalías detectadas en el fondo cósmico de microondas. El telescopio Planck midió con precisión las fluctuaciones en la temperatura de éste y con estas mediciones los científicos pudieron calcular algunos parámetros cosmológicos clave.

Los valores de dos de estos parámetros, la constante de Hubble, que describe la velocidad de expansión del universo, y el asociado con el número de galaxias en cúmulos, discrepan con los obtenidos a partir de la observación de la velocidad de expansión de las galaxias y el estudio de los cúmulos. La discrepancia es significativamente mayor que los márgenes de error y los errores sistemáticos conocidos. Caben entonces dos posibilidades: o existe un error desconocido o la composición del universo en la época del fondo cósmico de microondas era diferente a la del universo posterior y que podemos observar hoy.

Una forma de explicar la discrepancia es asumir que la materia oscura se desintegra por lo que en el universo primitivo habría habido más materia oscura que ahora. Pero, ¿es esto posible?

Para resolver esta cuestión tres investigadores de la Academia Rusa de Ciencias, Igor Tkachev, Dmitry Gorbunov y Anton Chudaykin, han analizado los datos de Planck y los han comparado con un modelo basado en la hipótesis de la materia oscura que se desintegra y con el modelo estándar ΛCDM con materia oscura estable. La comparación muestra que el modelo que incluye materia oscura inestable es más consistente con los datos observacionales. Sin embargo, también encontraron que el efecto de lente gravitacional limita mucho la proporción de materia oscura que se desintegra en el modelo.

Usando datos de observaciones de varios efectos cosmológicos, los investigadores fueron capaces de dar una estimación de la concentración relativa de los componentes de la materia oscura que se desintegran, limitándola a entre un 2 y un 5 %.

En otras palabras, esto significa que en nuestro universo habría ahora hasta un 5 % de materia oscura menos de la que había 378.000 años después del Big Bang, en la llamada era de la recombinación. Lo que aún no podemos decir es ni a qué velocidad desapareció esta materia oscura, ni si sigue desintegrándose actualmente.

Referencia:

A. Chudaykin, D. Gorbunov, & I. Tkachev (2016) Dark matter component decaying after recombination: Lensing constraints with Planck data Physical Review D doi: 10.1103/PhysRevD.94.023528

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next