Nos faltan cosas. Mucho.
Los cosmólogos lo saben desde hace años. Las matemáticas dicen que debería haber más materia ordinaria ahí fuera. Del tipo que hace estrellas. Planetas. Tú. Pero cuando miramos las galaxias, los números no cuadran. Sólo vemos alrededor de una décima parte de lo que predice el modelo del Big Bang.
Durante décadas, la suposición fue simple. ¿El resto del asunto? Está escondido. Probablemente flotando en los vacíos entre galaxias. Extender finamente. Invisible. Casi indetectable.
Hasta ahora.
Un nuevo estudio cambia el guión sobre ubicaciones faltantes de materia galáctica. Investigadores del MIT y la colaboración CHIME/FRB finalmente lo han encontrado. Y resulta que el viaje hasta allí fue violento.
¿Qué tan rápido las ráfagas de radio mapean la materia invisible?
El truco no fueron mejores telescopios. Era mejor ruido.
El equipo utilizó Fast Radio Bursts (FRB). Descubierto en 2007. Son destellos de ondas de radio de milisegundos. Increíblemente brillante. Provienen de miles de millones de años luz de distancia. Mientras viajan a la Tierra, atraviesan gas intergaláctico. El asunto mancha la señal. Lo estira en el tiempo.
Piense en ello como una radiografía cósmica.
“Comienzan como un destello muy rápido”, explica Haochen Wang, investigador graduado del Instituto Kavli del MIT. “A medida que atraviesan la materia, se manchan. Medimos esa mancha con precisión”.
La mancha es directamente proporcional a la cantidad de materia en el camino. Más untado significa más masa.
Para precisar exactamente dónde vive esa materia, el equipo combinó datos de dos fuentes masivas. El experimento canadiense de mapeo de la intensidad del hidrógeno. El instrumento espectroscópico de energía oscura. Correlacionaron miles de señales FRB con millones de posiciones de galaxias.
¿La señal quedó manchada dentro de una galaxia? ¿O entre ellos?
La respuesta lo cambió todo.
Por qué los agujeros negros son más violentos de lo que pensábamos
De hecho, la materia que falta se encuentra entre galaxias. Pero no donde esperábamos.
Las simulaciones predijeron que el gas se ubicaría relativamente cerca. A unos cientos de miles de años luz del centro de una galaxia. Quizás hasta un millón.
Los nuevos datos muestran nubes que se extienden hasta 4 millones de años luz.
Eso está lejos. Muy lejos.
Si pateas una pelota suavemente, ésta rueda. Si lo pones en órbita, necesitas mucha fuerza. Este asunto no fue simplemente impulsado. Fue arrojado.
Kiyoshi Masui, profesor de física del MIT, lo expresó sin rodeos. La actividad estelar y los chorros de agujeros negros son “mucho más violentos de lo previsto”.
Las implicaciones son agudas.
- Los chorros de los agujeros negros golpean con más fuerza.
- Las explosiones de supernova arrojan material más lejos.
- Las galaxias expulsan materia al espacio a un ritmo que desafía las simulaciones actuales.
El universo es más energético de lo que permiten nuestros modelos.
¿Qué método finalmente resuelve el misterio de la materia ordinaria?
No se trata sólo de encontrar piezas faltantes. Se trata del método.
El uso de FRB como sondas para detectar materia galáctica perdida es un gran avance. Antes de esto, el gas era demasiado fino para detectarlo. Ahora, el efecto de mancha proporciona una métrica clara.
Los resultados, publicados en Physical Review Letters, confirman dos cosas.
- La materia ordinaria existe. No se ha ido. Simplemente está desplazado.
- Los mecanismos que lo desplazan son más fuertes de lo que la física considera actualmente.
El diecisiete por ciento del universo debería ser materia ordinaria. Solo hemos representado una fracción de eso dentro de los límites de la galaxia. El resto está ahí fuera. En la profunda oscuridad. Arrastrados por fuerzas que apenas ahora estamos empezando a medir.
CHIME todavía está recopilando datos. Se están encontrando más FRB. El mapa cada vez está más claro.
Pero la pregunta permanece. Si las galaxias pierden tanta energía y materia, ¿qué efecto tiene eso en la estructura de la red cósmica?
Quizás necesitemos reescribir las reglas de la evolución galáctica. De nuevo.
