Las "señales" descubiertas en los últimos tiempos mediante búsquedas de materia oscura por parte de la física de altas energías han despertado el apetito de la gente. Es más probable que sea el resultado de la astrofísica tradicional, y no es la primera vez que algo sucede. Inicialmente se ha detectado masa que falta en el universo, afirman astrofísicos escépticos.
“Hace diez años, nadie habría dicho precipitadamente que una señal no podría provenir de un cuerpo celeste convencional sin verificarla primero repetidamente”. Stacy McGregor, astrofísica de la Universidad Case Western Reserve en Cleveland, le cuenta a Forbes. . Dijo: "Pero la actitud hoy en día parece ser que si no reconoces inmediatamente lo que es, debe ser materia oscura; mentir sobre el 'lloro del lobo' queda impune".
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Aun así, la posibilidad teórica sigue siendo muy alta.
Esto se debe a que durante más de medio siglo, la "materia oscura fría" en cosmología se ha utilizado para explicar la dinámica gravitacional de gran parte de la materia visible del universo. Esto incluye la velocidad de rotación de galaxias gigantes como nuestra Vía Láctea.
“La gravedad generada por la materia directamente visible en las galaxias está lejos de ser suficiente para mantener unidas a las galaxias; si se utilizan las leyes estándar de la física para calcular la gravedad, la comunidad académica introducirá materia oscura para explicar ese exceso; gravedad.", dijo a Forbes el físico Modihai Milgrom del Instituto Weizmann de Israel.
Además, la materia oscura "exótica" no bariónica teóricamente interactúa con la materia convencional principalmente a través de la gravedad, por lo que la detección de materia oscura en sí misma es un problema. Aun así, la mayoría de los cosmólogos admiten que la materia oscura tradicional puede representar el 85% de la masa faltante del universo.
La necesidad de introducir materia oscura está relacionada con partículas alienígenas invisibles que están mucho más allá del alcance de la física conocida, o es producto de una nueva física que cree que la expresión de la gravedad no se puede expresar en escalas extremadamente grandes son diferentes en su estructura. Sin embargo, estos dos supuestos no son fáciles de probar.
Sin embargo, durante décadas, los físicos experimentales han buscado esta pieza faltante, tanto en la Tierra como en el espacio, a través de observaciones de laboratorio y observaciones astronómicas.
Un artículo en la revista Physical Review Letters de este mes señala que las últimas observaciones involucran rayos X emitidos por el cúmulo de galaxias Perseo y la cercana galaxia de Andrómeda.
Utilizando el telescopio espacial de rayos X XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, el Laboratorio de Física de Partículas y Cosmología de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) en Suiza y la Universidad de Leiden en los Países Bajos, los investigadores informaron que El exceso de fotones de rayos X observados podría ser un signo de desintegración estéril de neutrinos. Es decir, la hipotética partícula de materia oscura, hasta ahora no probada.
“Hemos estado buscando esta señal desde 2005”, dijo a Forbes Alexey Boyarsky, primer autor del artículo y profesor de física en la Universidad de Leiden. También dijo: "La intensidad de la señal ya está cerca del límite inferior de la sensibilidad del equipo experimental. Si fuera fácil de encontrar, lo habríamos encontrado hace mucho tiempo".
Señaló Boyarsky Señala que, en todos los casos, consistente con la interpretación de la señal de la materia oscura. Entre los modelos, los neutrinos estériles pueden ser los más simples y naturales. Dijo que esta partícula sólo interactúa con la materia convencional a través del efecto de "batido" de los neutrinos convencionales en la mecánica cuántica.
Como resultado, dijo Boyarsky, es difícil "captarlo".
Paolo Zuccon, físico del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), defiende una opinión diferente: aún no se ha demostrado la existencia de partículas en inercia. "Su masa, sus características y especialmente la forma en que se desintegra son todo especulaciones", dijo Zuken en una entrevista con Forbes. "En general, esta afirmación es un poco exagerada".
O como. Mai dijo: "Basándonos en estos datos, no diría que se ha detectado nada", dijo Greg. "Este parece ser un caso clásico de sobreinterpretación de datos astronómicos ruidosos".
”
Sin embargo, el propio Zuken ha participado en la búsqueda de esta sustancia secreta utilizando un espectrómetro erigido fuera de la Estación Espacial Internacional (ISS).
Zuken y sus colegas analizaron el alfa magnético Los datos del espectro (AMS) recopilados durante dos años y medio el detector de partículas de la ISS registraron una gran cantidad de rayos cósmicos de la galaxia. Descubrieron que la energía de estos positrones era de alrededor de 8 electronvoltios. /p>
"Pero no podemos distinguir la hipótesis de la materia oscura de fuentes astrofísicas como los púlsares", dijo Zuken, que participa en la búsqueda de materia oscura con el espectrómetro magnético Alpha. La respuesta llegará cuando se recopilen más datos. por el espectrómetro magnético Alpha u otros instrumentos de medición. ”
Sin embargo, como informó Nature News a principios de este mes, el telescopio Planck de la Agencia Espacial Europea no pudo encontrar signos similares de un exceso de positrones en el fondo cósmico de microondas si las partículas de materia oscura colisionan y aniquilan a velocidades similares. en el universo primordial debería haberse detectado
En el caso de la señal de positrones detectada en el MIT, la señal de la materia oscura habría correspondido, afirmó McGregor, al límite superior de la energía de la desintegración real de las partículas.
▲ Constelación de Bojiang MCS J0416.1-2403 cúmulo de galaxias: Durante mucho tiempo, se ha creído teóricamente que este tipo de cúmulo de galaxias está formado por la materia oscura del universo.
"Me interesaría mucho si vieran un borde tan pronunciado que corresponda a las partículas de materia oscura que parecen existir", dijo McGregor. "En ese punto, no hay nada que la astrofísica no pueda explicar. ”
Durante mucho tiempo, los exploradores pensaron que el denso centro galáctico de la Vía Láctea albergaba materia oscura. A principios de este año, utilizando datos disponibles públicamente del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, los investigadores descubrieron que allí. Hay un exceso de rayos gamma de alta energía en el centro de la Vía Láctea.
El estudio del centro de la galaxia continúa afinándose y la teoría de que la aniquilación de partículas de materia oscura libera señales de rayos gamma. Illinois, Dan Hooper, astrofísico del Fermilab en Batavia, dijo que la verificación independiente de la señal de materia oscura requeriría una variedad de detecciones, que incluyen: exceso de antiprotones de subhalos de galaxias dominados por materia oscura; partículas de materia oscura en experimentos subterráneos; o utilizando el Gran Colisionador de Hadrones del CERN para obtener partículas de materia oscura. También se reconoció que el mismo problema de exceso también podría explicarse por fenómenos relacionados con púlsares o explosiones de rayos cósmicos. La señal observada es más probable sólo si se excluyen las fuentes astrofísicas conocidas e inesperadas. Es emitida por la materia oscura. " dijo McGregor.
¿Qué pasa con Boyarsky y sus colegas?
Boyarsky señaló que en 2015, a su equipo se le dio más tiempo para usar el telescopio XMM. Si eso no funciona, Boyarsky dijo que, probablemente a mediados de 2016, el telescopio de rayos X Astro-H planeado por Japón debería darle a su equipo tiempo de observación nuevamente para determinar si estos rayos X son realmente materia oscura.
La teoría de la materia oscura sigue siendo viable. "En parte porque la materia oscura invisible parece formar cúmulos y supercúmulos de galaxias a lo largo de la red cósmica en la estructura a gran escala del universo. Sería difícil explicar tal estructura introduciendo materia oscura u otras teorías de la gravedad". acerca de la materia oscura existe desde hace mucho tiempo", afirmó McGregor. Cada cinco años escuchamos la siguiente afirmación: "Dentro de cinco años sabremos qué es la materia oscura". ’ Obviamente, ese día nunca llegó. "
¿Deberíamos detener la detección?
Milgrom dijo que la detección debe continuar; sólo para demostrar que la materia oscura no existe.
Adiós a la teoría de la materia oscura ¿Cuándo comienza? ¿Ha llegado el punto de inflexión?
“Para algunas personas, nunca habrá un momento como este. " dijo Milgrom. Hace unos años, cuando propuso la Teoría de la Gravedad Newtoniana Modificada (MOND), trazó una línea clara con la teoría de la materia oscura, una teoría alternativa de la gravedad que no requiere la introducción de materia oscura para explicar cualquier cosa.
Milgrom dijo que hace muchos años, se esperaba que las partículas masivas de interacción débil (WIMP) fueran identificadas como materia oscura, pero no se obtuvieron en grandes experimentos de colisión de hadrones.