Los investigadores quieren usar ondas gravitacionales para aprender sobre la materia oscura
Cuando dos objetos lo suficientemente masivos chocan, como cuando dos agujeros negros se fusionan, las fuerzas en realidad pueden doblar el espacio-tiempo, creando ondas llamadas ondas gravitacionales . Estas ondas gravitacionales se pueden detectar incluso a millones de años luz de distancia, lo que las convierte en una forma de aprender sobre eventos distantes y dramáticos en partes lejanas del universo. Y ahora, un equipo de astrónomos ha ideado un método para usar ondas gravitacionales para estudiar el misterioso fenómeno de la materia oscura.
La idea de la investigación era crear diferentes modelos informáticos de cómo se verían las ondas gravitacionales de las fusiones de agujeros negros en universos con diferentes tipos de materia oscura. Al comparar los modelos con lo que se ve en el mundo real, podemos aprender más sobre qué tipo de materia oscura es más probable.
Los científicos saben que la materia oscura no interactúa con la luz, pero algunas personas creen que podría interactuar con un tipo de partícula llamada neutrino. Eso significa que las colisiones de neutrinos podrían evitar que la materia oscura forme las estructuras que son la base de las galaxias, por lo que estas partículas podrían evitar que se formen galaxias. Si pudiéramos encontrar estas galaxias "desaparecidas", eso respaldaría la idea de que la materia oscura puede verse afectada por los neutrinos.
Sin embargo, es difícil ver una galaxia que no se formó. Es por eso que los investigadores sugieren usar ondas gravitacionales creadas en fusiones de agujeros negros como medida. Con menos galaxias, hay menos fusiones y, por lo tanto, menos ondas gravitacionales.
Las simulaciones muestran que este podría ser un método efectivo para aprender sobre la materia oscura. Los detectores de ondas gravitacionales actuales no son lo suficientemente poderosos para detectar estos pequeños efectos, pero la próxima generación de instrumentos podría usarse para este propósito.
“La materia oscura sigue siendo uno de los misterios perdurables en nuestra comprensión del universo”, dijo uno de los investigadores, Sownak Bose de la Universidad de Durham, en un comunicado . “Esto significa que es especialmente importante continuar identificando nuevas formas de explorar modelos de materia oscura, combinando sondas nuevas y existentes para probar las predicciones del modelo al máximo. La astronomía de ondas gravitacionales ofrece un camino para comprender mejor no solo la materia oscura, sino también la formación y evolución de las galaxias en general”.
La investigación se presentó en la Reunión Nacional de Astronomía de 2023 el 5 de julio.