La mayor parte del vasto universo está compuesta por materia y energía oscuras, y según las teorías cosmológicas actuales, el big bang ocurrido hace 13.700 millones de años se considera el evento primordial que dio origen a todo en el universo, incluyendo la materia y energía visibles, así como la misteriosa materia oscura.
Sin embargo, recientes especulaciones por parte de físicos sugieren la posibilidad de un segundo evento cósmico significativo después del big bang convencional. Llamado «big bang oscuro», este hipotético suceso podría haber generado, entre otras, partículas de sombra de una masa trillones de veces superior a las partículas de materia normal, ofreciendo una explicación para la abundancia de materia oscura (y posiblemente radiación oscura) que mantiene unidos a los sistemas galácticos, un enigma persistente en la cosmología.
Y no por nada: astrónomos han estado perplejos por la manera en que los cúmulos de galaxias se mueven, desafiando la explicación del Modelo Estándar de la física. Para conciliar las ecuaciones, la explicación predominante postula la existencia de numerosos elementos en el cosmos que permanecen invisibles a nuestra percepción directa, una cuestión que ha intrigado a los astrónomos durante casi medio siglo.
Hallar pistas en etapas posteriores del desarrollo del universo
Algunos científicos exploran ahora indicios en etapas posteriores del desarrollo del universo sobre los orígenes de la materia oscura, esa misteriosa e hipotética sustancia que no interactúa con la luz ni con los campos electromagnéticos y que, según la hipótesis, constituye aproximadamente el 27 % del universo.
En un artículo aún no revisado, los físicos Katherine Freese y Martin Wolfgang Winkler sugieren que un big bang oscuro podría haber ocurrido cuando el universo tenía menos de un mes de edad y que pudo haber tenido lugar en una región hipotética del universo compuesta por materia y energía oscuras, conocida como sector oscuro. Postulan que una transición de fase en este sector oscuro podría haber convertido la energía oscura del vacío en un plasma de partículas oscuras a temperaturas extremadamente altas.
Este fenómeno transitorio, conocido como transición de fase de primer orden, describe el proceso en el cual un estado, como sólido o líquido, se transforma en otro, según informa The Debrief.
«La gente siempre asume que todo se creó al mismo tiempo en un único big bang, pero ¿quién lo sabe realmente?», declaró a New Scientist Freese, profesora de Física de la Universidad de Texas en Austin.
Hipotéticos varios tipos diferentes de materia oscura
Los científicos sugieren que, si este evento hubiera sido más gradual en lugar de abrupto, podrían haberse formado varios tipos de materia oscura. Por ejemplo, la colisión de burbujas durante este hipotético big bang oscuro podría haber dado origen a la formación de materia oscura extremadamente pesada, del tamaño de «dark-zilla», que los investigadores comparan con «Godzilla».
Otra posibilidad es que las partículas de materia oscura se aniquilen por parejas, seguido de una fase de enfriamiento llamada coengelación térmica. También plantean la idea de un «canibalismo de materia oscura», en el cual partículas «caníbales oscuras» más ligeras se absorberían mutuamente con cada colisión.
Estas partículas comparten similitudes con uno de los principales candidatos a materia oscura, las llamadas «partículas masivas de interacción débil» (WIMP), que los astrónomos han considerado durante décadas para explicar fuerzas misteriosas que no encajan en el Modelo Estándar de la física, de acuerdo con Futurism.
Freese espera que el estudio de las ondas gravitacionales del fondo del universo arroje más luz sobre su teoría del big bang oscuro, aunque reconoce que los tipos de materia oscura que podrían haberse originado serían difíciles de detectar directa o indirectamente.
Big bang y las múltiples «transiciones de fase»
Este trabajo se alinea con una revolución silenciosa en curso en la comunidad astronómica, donde los cosmólogos están reescribiendo nuestra comprensión del big bang al considerar la posibilidad de múltiples «transiciones de fase», cada una dejando su huella en el cosmos y dando lugar gradualmente a todo, desde la materia hasta la materia oscura.
Como explica New Scientist, si entre estas fases encontramos pruebas del big bang oscuro, esto no solo transformaría nuestra comprensión del universo primitivo, sino que también abriría la puerta a nuevas pistas sobre la esencia de la materia oscura y la posibilidad de desvelar en última instancia su identidad.
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