Si bien las teorías de partículas son actualmente las explicaciones más favorecidas para la materia oscura, los físicos aún no han podido detectar partículas de materia oscura de manera que confirmen o contradigan estas teorías. Así, algunos teóricos han estado explorando nuevas teorías de la gravedad que explican y explican claramente la existencia de este tipo de materia elusiva. Para obviar la necesidad de materia oscura, sin embargo, estas teorías deberían estar alineadas con las observaciones cosmológicas recopiladas hasta ahora.

Dos investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) y la Universidad de Princeton han llevado a cabo recientemente un estudio destinado a comprender mejor qué puntos deben abordar las teorías alternativas de la gravedad para respaldar de manera efectiva la existencia de materia oscura en el universo. Su papel publicado en Cartas de revisión física , describe una serie de restricciones que podrían ayudar a determinar la validez potencial de las teorías alternativas de la gravedad.

El paradigma cosmológico estándar, ΛCDM, explica cómo el universo actual se desarrolló a partir del fondo cósmico de microondas (CMB), esencialmente pintando una 'imagen' del desarrollo del universo desde sus primeros días hasta hoy. La evolución de la estructura del CMB en galaxias y la actual estructura de la red cósmica podría justificarse por la existencia de materia oscura fría (CDM).

"Queríamos ver si podíamos utilizar los datos de CMB y los datos de galaxias disponibles en la actualidad para imponer algunas limitaciones sobre cómo debería comportarse una teoría de la gravedad alternativa si fuera a explicar la materia oscura". "Kris Pardo, uno de los investigadores que realizó el estudio, dijo Phys.org. "Básicamente, si en realidad es alguna gravedad alternativa la responsable de la materia oscura, entonces debería poder explicar exactamente cómo evoluciona la materia normal desde el CMB hasta la actualidad ".

La idea central del estudio realizado por Pardo y su colega David N. Spergel ya ha sido explorada por otros investigadores, incluso por Scott Dodelson en el Instituto Kavli de Física Cosmológica en un artículo publicado en 2011. No obstante, Pardo y Spergel fueron los primeros en calcular realmente la función que resume esta idea.

"Demostramos que cualquier teoría que intente explicar la materia oscura cambiando la gravedad (en lugar de tener una nueva partícula) necesitaría tener una forma muy única, "Pardo explicó." De hecho, esta forma sería tan única que probablemente conduciría a algunos movimientos bastante locos de galaxias cercanas a nosotros, para lo cual no vemos evidencia. Entonces, la explicación más simple para la materia oscura sigue siendo que es una partícula ".

El reciente estudio de Pardo y Spergel estableció nuevas restricciones sobre las cualidades específicas que deberían tener las teorías de la gravedad alternativa para respaldar la existencia de materia oscura. Curiosamente, los investigadores encontraron que ninguna de las teorías de la gravedad propuestas hasta ahora satisface estas restricciones, lo que sugiere que si la materia oscura puede ser explicada por tales teorías, aún no se ha desarrollado una teoría válida. En el futuro, su trabajo podría informar el desarrollo de teorías alternativas de la gravedad que están más alineadas con las observaciones cosmológicas.

"En nuestro estudio, asumimos que la teoría de la gravedad alternativa tenía que ser 'lineal, ", Dijo Pardo." Ahora estamos viendo cómo expandir esto a teorías no lineales ".

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