Los científicos del Conicet dieron un paso importante para el estudio de la materia oscura, un componente del universo presente en todos lados, pero que es invisible al ojo humano. A partir de una nueva investigación, se logró inferir nuevas cotas de este componente en fallas ocurridas en el detector de ondas gravitacionales conocido mundialmente como Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferometría Láser (LIGO), apostado en Estados Unidos.
A la materia oscura se la equipara con los protones que forman el agua o la tierra, que si bien no se ven se sabe que existen. Esta condición hace que la materia sea extremadamente misteriosa para los científicos: no se la puede ver ni tocar, no tiene interacción electromagnética y sólo es posible sentirla gravitatoriamente y a niveles gigantescos, a una escala de toda la Galaxia.
"Lograr detectarla en forma directa con un experimento que se active cuando pasa sería un hito fantástico”, sostuvo Ezequiel Alvarez, científico del Conicet, especializado en física de altas energías y Machine Learning del Instituto de Ciencias Físicas (ICIFI), quien dio un paso importante en este aspecto, luego de publicar un paper en la revista Physical Review D.
¿Qué son las ondas gravitacionales?
Las ondas gravitacionales no tienen que ver con los procesos terrestres, sino que son señales de lo que ocurre en el espacio exterior. El detector LIGO, que comenzó a estar operativo en 2015, fue inaugurado para ampliar el campo de la “astrofísica de ondas gravitacionales”, es decir, para detectar de manera directa las ondas gravitacionales predichas por la Teoría General de la Relatividad de Einstein. A través de un láser, este detector mide diminutas ondulaciones en el espacio-tiempo, causadas por el paso de ondas gravitacionales procedentes de eventos cósmicos como la colisión de estrellas de neutrones, agujeros negros y supernovas, algunos de los cuales ocurren a 1.300 millones de años luz de distancia de la Tierra.
“Este detector es asombroso, ha llegado a medir colisiones de agujeros negros, y aún lo hace a una tasa de uno por semana. El tema es que es tan sensible que también se activa con cosas diminutas, como por ejemplo con la rompiente de las olas cuando hay tormenta. Se tiene una lista de muchísimas cosas diminutas que lo activan, pero aun así hay muchas activaciones cuyo origen se desconoce y se los llama ´glitches´ o ´fallas´. Nosotros quisimos estudiar esas aparentes fallas”, explicó Álvarez.
El especialista postuló en el paper que esas presuntas fallas de LIGO no son en realidad fallas, sino que corresponden a materia oscura que pasa cerca del detector y lo activa. Para comprobar esta hipótesis, los científicos investigaron cada falla e intentaron ver si podía explicarse como materia oscura pasando.
“Encontramos que de unos 100 glitches estudiados, nueve no podían descartarse que fueran materia oscura. Como el detector va barriendo espacio en la Galaxia, saber que no más de nueve glitches podían ser materia oscura nos permitió colocar nuevos límites directos para la materia oscura en forma de grumos en la vecindad de la Tierra", informó el científico del Conicet.
Para el equipo que también integra Federico Ravanedo, doctorando del Conicet, y N. Yunes y S. Perkins de universidades de Estados Unidos, el resultado es "muy relevante, ya que es una "medición directa que pone un nuevo límite sobre la materia oscura, y además abre un camino para hacer más mediciones directas utilizando detectores de ondas gravitatorias”.
Los científicos no solo inauguraron una nueva dirección relacionada con astrofísica experimental y búsqueda de exotismos usando datos reales de ondas gravitacionales, sino que abrieron una perspectiva “para mejorar límites sobre la materia oscura en nuestra cercanía. En efecto, ya estamos trabajando en un segundo paper para mejorar aún más los límites existentes utilizando todos los glitches de LIGO, que son del orden de cientos de miles”, anticipó Álvarez.
“Poner límites directos sobre la existencia de la materia oscura nos acerca a entenderla más. Cada límite experimental directo o indirecto descarta modelos y acota las propiedades posibles de la materia oscura. Estudiarla es clave para entender la formación y evolución de estructuras cósmicas”, concluyó.
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