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EL OCCIPITAL DE EINSTEIN (CIENCIA)

¿Acaso la materia oscura ayudó a matar a los dinosaurios?

Jesús Madrigal Melchor y Raúl Alberto Reyes Villagrana

¿Acaso la materia oscura ayudó a matar a los dinosaurios?

Dos físicos teóricos en los Estados Unidos han hecho una sorprendente conexión entre la extinción de los dinosaurios y la materia oscura. Lisa Randall y Mathew Reece de la Universidad de Harvard creen que parte de esta misteriosa materia invisible, la cual representa el 85% de toda la materia del universo, podría existir en una forma especial que afecta la velocidad con la que los cometas golpean nuestro planeta. Sugieren que es la razón por la cual el cometa que se estrelló contra la Tierra hace unos 66 millones de años sea la causa de por qué estas criaturas gigantes se extinguieron.

Los cometas se han estrellado contra la Tierra a lo largo de su historia, generando enormes cráteres y posiblemente provocando extinciones masivas, como lo que le sucedió con los dinosaurios. Muchos de estos cometas proceden de la nube de Oort, que es un enorme halo de pequeños objetos helados que rodean al Sol, a una distancia de cerca de un año luz. Pero en lugar de ser totalmente al azar, hay alguna evidencia de que la frecuencia de impactos de cometas oscila en una escala de tiempo de unos 35 millones de años.

Aunque esta oscilación no está del todo demostrada, si bien es cierto, podría haber algo en ese plazo de tiempo que afecta la velocidad con la que los cometas de la nube de Oor viajan, en este caso,  hacia la Tierra. Dos posibles explicaciones se han propuesto hasta ahora: uno, apodado la “hipótesis de Némesis” consiste en la atracción gravitatoria de una estrella similar y compañera del sol que está muy distante y que aún no ha sido descubierta. La otra consiste en la atracción hacía el disco denso galáctica y a su oscilación como cruza el sistema solar, y que  atraviesa el plano de la Vía Láctea.

Tipo incorrecto de la materia oscura

En su nuevo estudio, Randall y Reece se han centrado en esta segunda hipótesis, y se han dedicado a la rectificación de algunos de sus defectos conocidos. Un inconveniente es que el gradiente de la densidad de la materia normal en el disco galáctico es demasiado pequeño para tener fuertes efectos sobre la nube de Oort. Como la materia oscura representa alrededor del 85% de toda la materia en el universo, uno podría pensar que un disco lleno de un montón de materia oscura podría resolver el problema. Desafortunadamente, tanto la teoría y las observaciones sugieren que la materia oscura forma un halo casi esférico alrededor de las galaxias como la Vía Láctea, en lugar de concentrarse en el disco.

El problema para cualquiera que sugiere que la materia oscura afecta a la velocidad de los cometas que viajan desde la nube de Oort y chocan con la Tierra tiene como candidato más probable a la materia oscura, conocidas también como partículas masivas de interacción débil (WIMPs, por sus siglas en íngles), y que solo interactúan a través de la gravedad y la fuerza débil. Estas interacciones no son lo suficientemente fuertes para formar  un disco, que normalmente requiere de fuertes interacciones electromagnéticas entre los átomos, las moléculas, el polvo y otros tipos convencionales de materia.

Sin embargo, el año pasado Randall y Reece, junto con JiJi Fan y Adrey Katz, propusieron un tipo diferente de materia oscura llamada materia oscura interactuante parcialmente (PIDM, por sus siglas en íngles). Tales partículas de materia oscura interactúan a través de una interacción electromagnética tal vez con la emisión de los llamados “fotones oscuros”. Los cuatro físicos sostienen  que una pequeña fracción de la materia podría ser PIDM, sin afectar mucho la distribución de materia oscura de las galaxias conocidas. Además, argumentaron que las interacciones entre las partículas PIDM podría ser lo suficientemente fuerte como para formar un disco galáctico oscuro que ensombrece al disco visible.

Amplia interacción de la materia oscura

Mediante el cálculo de los efectos que un disco tan oscuro podría tener en las formas de las galaxias y cómo las galaxias interactúan entre sí, Randall y sus colegas estiman que el 5% o menos del total de la materia oscura en una galaxia podría ser PIDM, más o menos a la par con la cantidad de materia convencional en nuestra galaxia. Este hallazgo ha incitado a Randall y Reece a calcular los efectos de este disco oscuro de la nube de Oort. Por lo que llegan a la conclusión de que si el escenario del disco oscuro, para una razón de formación de cráteres de  cometas oscila en aproximadamente tres veces más probablemente que una razón de la formación constante de cráteres sencillos, los cuales describen como una “preferencia leve”. El estudio sugiere que la densidad superficial de disco de color negro de la Vía Láctea es de unos 10 veces las masas solares por parsec cuadrado y tienen una espesor de unos 10 parsecs. En comparación, los astrónomos creen que la densidad de materia normal en el disco de la Vía Láctea es de unas siete veces las masas solares por parsec al cuadrado.

Randall y Reece señalan que su disco oscuro es lo suficientemente grande para que pueda ser detectable por la misión espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea, que actualmente estudia la Vía Láctea en un detalle sin precedentes.

Este artículo se puede encontrar en arXiv

jmadrigal.melchor@fisica.uaz.edu.mx y icerarevi@hotmail.con

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