La teoría de las cuerdas mira la materia oscura

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Por Andrew Zimmerman Jones, Daniel Robbins

Dos misterios de nuestro universo son la materia oscura y la energía oscura. La materia oscura es materia invisible que mantiene unidas a las estrellas en las galaxias. La teoría de cuerdas tiene varias posibilidades para la existencia de la materia oscura.

La teoría de cuerdas proporciona un candidato natural para la materia oscura en partículas supersimétricas, que son necesarias para que la teoría funcione pero que los científicos nunca han observado. Alternativamente, es posible que la materia oscura resulte de alguna manera de la influencia gravitacional de las ramas cercanas.

Probablemente la explicación más simple de la materia oscura sería un vasto mar de partículas supersimétricas que residen dentro de las galaxias, pero no podemos verlas (presumiblemente debido a algunas propiedades desconocidas de estas nuevas partículas).

La supersimetría implica que cada partícula que la ciencia conoce tiene un supersocio. Los fermiones tienen supersocios bosónicos y los bosones tienen supersocios fermiónicos. De hecho, un candidato popular para la materia oscura que falta es el fotino, el supersocio del fotón.

Una simulación por ordenador, publicada en la revista Nature en noviembre de 2008, ofrece un posible medio para poner a prueba esta idea. La simulación, realizada por el grupo de investigación internacional Virgo Consortium, sugiere que la materia oscura en el halo de la Vía Láctea debería producir niveles detectables de rayos gamma. Esta simulación indica una dirección para empezar a buscar tales señales indicadoras, por lo menos.

Otro posible candidato para la materia oscura proviene de los diversos escenarios del mundo de las branas. Aunque los detalles aún están por resolver, es posible que haya ramificaciones que se solapen con nuestras propias 3-branas.

Tal vez donde tenemos galaxias, hay objetos gravitacionales que se extienden hacia otras branas. Debido a que la gravedad es la única fuerza que puede interactuar a través de las branas, es posible que estos objetos hiper-dimensionales creen gravedad adicional dentro de nuestra propia 3-brana.

Finalmente, las teorías de cuerdas en 4 dimensiones presentan otra posibilidad más, porque requieren no sólo supersimetría sino un gran número de familias de partículas más allá de las familias de electrones, muones y tau en nuestro actual Modelo Estándar. Bajar la teoría de cuerdas a cuatro dimensiones parece expandir en gran medida el número de partículas que los físicos esperarían encontrar en el universo, y (si existen) éstas podrían explicar la materia oscura.

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