Una red que pasa por infinitos espacios intergalácticos, un denso bosque cósmico iluminado por luces muy lejanas y un enorme enigma por resolver. Estos son los ingredientes pintorescos de una investigación científica, llevada a cabo por un equipo internacional compuesto por investigadores de la Escuela Internacional de Estudios Avanzados (SISSA) y el Centro Internacional Abdus Salam de Física Teórica (ICTP) en Trieste. el Instituto de Astronomía de Cambridge y la Universidad de Washington, que agrega un elemento importante para comprender uno de los componentes fundamentales de nuestro Universo:la materia oscura.
Para estudiar sus propiedades, Los científicos analizaron la interacción de la "red cósmica", una red de filamentos formada por gas y materia oscura presente en todo el Universo, con la luz proveniente de cuásares y galaxias muy distantes. Los fotones que interactúan con el hidrógeno de los filamentos cósmicos crean muchas líneas de absorción definidas como "bosque Lyman-alfa". Esta interacción microscópica logra revelar varias propiedades importantes de la materia oscura a distancias cosmológicas. Los resultados apoyan aún más la teoría de la materia oscura fría, que se compone de partículas que se mueven muy lentamente. Es más, por primera vez, destacan la incompatibilidad con otro modelo, es decir, la materia oscura difusa, para lo cual las partículas de materia oscura tienen mayores velocidades.
La investigación se llevó a cabo a través de simulaciones realizadas en supercomputadoras paralelas internacionales y ha sido publicada recientemente en Cartas de revisión física .
Aunque constituye una parte importante de nuestro cosmos, la materia oscura no es directamente observable, no emite radiación electromagnética y es visible solo a través de efectos gravitacionales. Además, su naturaleza sigue siendo un profundo misterio. Las teorías que intentan explorar este aspecto son diversas. En esta investigación, Los científicos investigaron dos de ellos:la llamada Materia Oscura Fría, considerado un paradigma de la cosmología moderna, y un modelo alternativo llamado Fuzzy Dark Matter (FDM), en el que la materia oscura se considera compuesta de bosones ultraligeros provistos de una presión no despreciable a pequeña escala. Para realizar sus investigaciones, Los científicos examinaron la red cósmica analizando el llamado bosque Lyman-alfa. El bosque Lyman-alfa está formado por una serie de líneas de absorción producidas por la luz procedente de fuentes muy distantes y extremadamente luminosas. que atraviesa el espacio intergaláctico en su camino hacia los telescopios terrestres. La interacción atómica de los fotones con el hidrógeno presente en los filamentos cósmicos se utiliza para estudiar las propiedades del cosmos y de la materia oscura a enormes distancias.
Mediante simulaciones realizadas con supercomputadoras, los investigadores reprodujeron la interacción de la luz con la red cósmica. Así pudieron inferir algunas de las características de las partículas que componen la materia oscura. Más en particular, La evidencia mostró por primera vez que la masa de las partículas, que supuestamente componen la materia oscura según el modelo FDM, no es consistente con el bosque Lyman-alfa observado por el telescopio Keck (Hawai, EE. UU.) Y el Very Large Telescope (European Southern Observatory, Chile). Básicamente, el estudio parece no confirmar la teoría de la materia oscura difusa. Los datos, en lugar de, apoyar el escenario previsto por el modelo de la Materia Fría y Oscura.
Los resultados obtenidos - dicen los científicos - son importantes ya que permiten construir nuevos modelos teóricos para describir la materia oscura y nuevas hipótesis sobre las características del cosmos. Es más, estos resultados pueden proporcionar indicaciones útiles para la realización de experimentos en laboratorios y pueden orientar los esfuerzos de observación encaminados a avanzar en este fascinante tema científico.
