Problemas con el modelo estándar.
Pero el modelo no sólo proporciona respuestas satisfactorias. Uno de los problemas más conocidos es la llamada tensión de Hubble. Como resultado, existen discrepancias en la determinación de la constante de Hubble, una especie de tasa de expansión de nuestro universo: la constante que se puede determinar a partir de la radiación cósmica de microondas no se corresponde con los valores obtenidos a partir de datos de observación basados en el universo posterior, ya desarrollado. Por eso los expertos llevan mucho tiempo pidiendo una actualización de la cosmología. Y resulta que la cepa de Hubble no es la única inconsistencia en el modelo estándar de cosmología.
Un poco menos conocido es S8-Voltaje. El parámetro S8 es una medida de la agregación de la materia. En otras palabras: ¿cuánta materia se ha condensado en el espacio debido a la gravedad?
Superior8 Para determinar esto, los investigadores dividen el espacio en áreas de unos ocho megapársecs de largo (unos 26 millones de años luz) y cuentan la cantidad de galaxias y otras estructuras que contienen. Dado que la materia ordinaria sólo representa alrededor del 5% de nuestro universo local, los expertos también deben examinar el porcentaje respectivo de materia oscura en las regiones. Esto se logra mediante el efecto de lente gravitacional.
La “Herradura Cósmica” | Una imagen de un anillo de Einstein, un fenómeno astronómico en el que la luz de una galaxia distante es desviada por la fuerza gravitacional de una galaxia más cercana, creando un patrón en forma de anillo. En el centro de la imagen hay una galaxia amarillenta y brillante rodeada por un arco azulado. Al fondo se pueden ver varios puntos brillantes más pequeños, que representan estrellas o galaxias distantes. La imagen ilustra el fenómeno de las lentes gravitacionales en astronomía.
Cuanto mayor sea el valor de S8 falla, más concentrada está la materia en nuestro universo. es S8 Pequeño, sin embargo, indica una distribución uniforme de la materia. Las últimas evaluaciones de datos satelitales del universo actual proporcionan un valor de aproximadamente 0,75 para S8. Sin embargo, si se examina la radiación cósmica de fondo de microondas según el modelo estándar, S8 aproximadamente 0,83. Esto no cuadra.
«Esto no significa que el modelo cosmológico estándar sea incorrecto, pero puede que esté incompleto», afirma la cosmóloga Eleonora Di Valentino de la Universidad de Sheffield, que participó en el último estudio. Gracias al Hubble y al S.8– Tensión: algunos expertos piden una ampliación del modelo cosmológico estándar. Una posibilidad es repensar el comportamiento de las partículas previstas en él.
Dos espíritus se influyen mutuamente
En la cosmología moderna se supone que en el universo existen todas las partículas elementales del modelo estándar de física de partículas, más la materia oscura, sin especificar de qué tipo de sustancia se trata. Sin embargo, la teoría parte del supuesto de que las partículas elementales conocidas sólo interactúan con la materia oscura a través de la gravedad: los dos tipos de materia coexisten uno al lado del otro sin influirse entre sí. Trojanowski y su equipo de investigación sugieren abandonar esta hipótesis.
Los investigadores examinaron las consecuencias que tendría en los datos cosmológicos la interacción entre los neutrinos espectrales, que no tienen carga eléctrica y tienen una masa muy pequeña, y la materia oscura. Es como si dos espíritus interactuaran entre sí, explica Trojanowski a sus dos hijos. «Los investigadores llevan más de dos décadas estudiando los posibles efectos cosmológicos de las interacciones entre neutrinos y materia oscura», afirma el investigador, «pero sólo recientemente hemos empezado a ver posibles pruebas de ello en datos cosmológicos».
Los neutrinos jugaron un papel importante en el universo primitivo. En ese momento, estas partículas fantasmales eran mucho más numerosas que otra materia ordinaria. Entonces, si interactúan con la materia oscura, aunque sea débilmente, pueden tener efectos enormes. En el universo primitivo, la interacción de los neutrinos y la materia oscura podría haber provocado fluctuaciones de densidad, cuyas huellas se reflejan tanto en el fondo cósmico de microondas como en la estructura a gran escala del cosmos que hoy se puede medir.
»¡Es una época apasionante para la cosmología, similar a los inicios de la mecánica cuántica!«Sebastián Trojanowski, astrofísico
Los expertos de Trojanowski probaron esta hipótesis comparando su modelo con datos del universo temprano recopilados por el Telescopio Cosmológico de Atacama (ACT) con base en la Tierra y el Telescopio Espacial Planck de la ESA, así como con observaciones del cosmos actual realizadas por el Dark Energy Survey (DES) con el Telescopio Víctor M. Blanco en Chile. «El mayor desafío aquí fue reunir a personas de dos áreas muy diferentes: el análisis de datos cosmológicos y la física teórica de las astropartículas», explica Trojanowski. «Cada campo tiene su propio lenguaje técnico, su propio estilo de investigación e incluso su propio enfoque cultural para la resolución de problemas».
Como descubrieron los investigadores, el S8-valores juntos. »Nuestro estudio muestra que las interacciones entre la materia oscura y los neutrinos podrían contribuir al desarrollo de S8“Para explicar la tensión y proporcionar nuevos conocimientos sobre la formación de estructuras en el universo”, afirma Di Valentino. Desde un punto de vista estadístico, el modelo interactivo del equipo se ajusta mucho mejor a los datos de observación, pero la importancia aún no es lo suficientemente alta como para cumplir con el «estándar de oro físico» de un descubrimiento confirmado.
«Nuestro resultado es otra pieza de un rompecabezas mucho mayor», afirma Trojanowski. »El desafío ahora es comprender cuáles de estas pistas son reales y cuáles son coincidencias estadísticas. ¡Es una época apasionante para la cosmología, similar a los albores de la mecánica cuántica!
