Algunos dicen que un resultado asombroso de la teoría de supercuerdas es que pueden dar lugar a otro más de materia oscura.
Y, me pregunto yo, ¿aún no hemos encontrado la primera y ya estamos hablando de una segunda?
Hay una versión de la teoría de cuerdas que es muy llamativa el punto de vista estético, las ecuaciones parecen sugerir que en el Tiempo de Planck el Universo se dividió en dos partes separadas.
El simple hecho de que no podamos verlo, no quiere decir que no exista. Miramos la superficie pero, ¿que haber debajo de ella?
Siguiendo con lo que antes decía, está nuestro mundo normal con su complemento entero de partículas y compañeras supersimétricas, y hay, además, un mundo de sombra.
La materia en ese mundo de sombra tiene un parecido con la del nuestro en que también tiene sus partículas y “spartículas”.
Dentro de mundo, las partículas interaccionan unas con otras a través de un complemento entero de cuatro fuerzas.
Sin embargo, las partículas de un mundo pueden interaccionar con las del otro mundo sólo a través de la fuerza de gravedad.
Un electrón y un electrón de sombra pueden estar cerca el uno del otro y no sentir una fuerza eléctrica, aunque cada uno de ellos lleve consigo su propia versión de carga eléctrica. La única fuerza los dos sería la fuerza relativamente débil de la Gravedad.
Esta imagen de arriba vista una y mil veces, nos quiere transportar a esa materia en la sombra que es de ese universo que no podemos ver, y, sin embargo, por mucho que se haya podido hablar de todo esto, lo único cierto es que nada se sabe y a pesar de ello, se hacen afirmaciones categóricas sobre lo que “sólo es una posibilidad” que se ha conjeturado a partir de fenómenos observados que no sabemos explicar y, esa materia “en la sombra” viene a ser como un manto que oculta nuestra ignorancia.
La idea de un universo en sombre nos proporciona una manera sencilla de pensar en la “materia oscura”.
El Universo dividido en materia y en materia en la sombra situada en el Tempo de Planck, y una evolucionó de acuerdo con sus leyes propias que le dieron también, sus propias propiedades: mientras que la una era luminosa y emitía radiaciones, la otra no lo era y, consecuencia, no se dejaba ver.
No, esto no es la materia en la sombra de la que estamos tratando.
Existen aspirantes a ser materia en la sombra y, otro “caballero oscuro” lo tenemos en el Axión que es uno de los VIMPs favoritos el fotino y otros compañeros, una pléyade de nuevas partículas (, ¿cómo no?) hipotéticas que llegaron por consideraciones de simetría.
Sin embargo, a diferencia de las partículas, sale de las Grandes Teorías Unificadas, que describen el universo en el segundo 10-35, más que de las teorías totalmente unificadas que operan en el Tiempo de Planck.
La “materia oscura” se ha convertido en un caballo desbocado que nadie sabe donde va, ni dónde pueda estar, ni de qué está formada, ni…, ni…
Neutrinos, fotones, quarks, leptones, hadrones: bariones y mesones, todos, en definitiva son lo mismo, distintos estados de la materia que conforman unos y otros en determinadas ocasiones, y, en cada momento, ocupan el lugar que les destina en Universo adoptando la que en ese preciso instante les corresponde.
Claro que, todos estos, son objetos de nuestro Universo luminoso, el otro, el “Universo en la Sombra”, ni sabemos si puede estar realmente ahí.
Durante mucho tiempo, los físicos hemos sabido que toda reacción partículas elementales obedece a una simetría que llamamos CPT.
Esto significa que si miramos la partícula de una reacción, y luego vemos la misma reacción cuando (1) la miramos en un espejo, (2) sustituimos todas las partículas por antipartículas y (3) hacemos pasar la partícula hacia atrás, los resultados serán idénticos.
En este esquema la P significa paridad (el espejo), laC significa conjugación de carga (poner las antipartículas) y T la reserva del Tiempo (pasar la partícula al revés).
Dado que la antimateria tiene la misma masa que la materia, es decir son de la misma magnitud y signo (la definición de masa es positiva siempre), el efecto gravitacional de la antimateria no debe ser distinto de la materia, es decir, siempre sera un efecto atractivo.
Pero, ¿acaso no importa la equivalencia establecida de antipartícula viajando al futuro = partícula viajando al pasado?
La respuesta es sí. Dicha equivalencia proviene de algo llamado simetría CPT (Charge-Parity-Time), y nos dice que la equivalencia las partículas y antipartículas no solo corresponde a realizar una transformación sobre la carga, sino también sobre la paridad y el tiempo.
La carga no afecta la gravedad, pero la paridad y el tiempo si la afectan.
En otras palabras, al modificarse el tiempo (poner el tiempo al revés) y el espacio (la paridad es “girar” el espacio), estamos alterando el espacio-tiempo, y como la teoría general de la relatividad lo afirma, es la geometría de el que determina la gravedad.
Pero, a la larga, la geometría vendrá dada por la cantidad de materia que el universo pueda contener.
Reflexión especular
Se pensaba que el mundo era simétrico respecto a CPT porque, al menos al nivel de las partículas elementales, era simétrico respecto a C, P y T independientemente. Ha resultado que no es este el caso.
El mundo visto en un espejo se desvía un tanto del mundo visto directamente, y lo mismo sucede con el mundo visto cuando la partícula pasa al revés.
Lo que sucede es que las desviaciones el mundo real y el universo en cada uno de esos casos se cancelan una a la otra cuando miramos las tres inversiones combinadas.
Aunque esto es verdad, también es verdad que el mundo es casi simétrico respecto a CP actuando solos y a T actuando solo; es decir, que el mundo es casi el mismo si lo miran en un espejo y sustituyen las partículas por antipartículas que si lo miran directamente. “casi” es lo que nos preocupa a los físicos.
¿Por qué son las cosas casi perfectas, pero les falta algo?
Los axiones se propusieron por primera vez a finales de la década de 1970 resolver un misterio en la física de partículas conocido como el problema CP fuerte, aunque más recientemente se han propuesto como candidatos para la materia oscura, que es la misteriosa sustancia que casi un cuarto de la masa/energía del universo.
Si existen, los axiones sería muy ligeros e interaccionarían muy débilmente con la materia – propiedades que hacen que sean difíciles de encontrar.
De hecho, ningún experimento en la Tierra ha descubierto por ahora pruebas de los axiones.
Los cálculos de los cosmólogos muestran que en un universo en expansión como lo es el nuestro, sería de esperar que los Axiones (si realmente existen) formen una radiación de fondo parecida a la radiación de microondas de fondo de tres grados.
Las irregularidades en este fondo de Axiones lo que pueden desempeñar el papel de la “materia oscura”.
Realmente ¿hablamos siempre de lo que sabemos?
¿Estamos perdidos y hablamos de fotinos, squarks, etc.
Estas partículas que son predichas por las teorías que unifican todas las fuerzas de la naturaleza.
Forman un conjunto de contrapartidas de las partículas a las que estamos habituados y que nos son conocidas.
Se nombran en analogía a sus compañeras : el squars es el compañero supersimétrico del quark, el fotino del fotón, etc.
Las más ligeras de estas partículas ¿podrían ser la materia oscura?.
Así que hablamos de “Materia en la Sombra” en algunas versiones de la Teoría de Supercuerdas en las que existen universos de materia en la Sombra que existen paralelos al nuestro.
Los dos universos separados cuando la Gravedad se congeló separándose de las otras fuerzas. Las partículas de sombra interaccionan con nuestro mundo, sólo a través de la Gravedad y, algunos creen que son, las candidatas perfectas ocupar el sitio de la “materia oscura”.
¿WIMPs en el Sol?
el momento, todas las partículas “raras” que hemos mencionado aquí, como posibles candidatas a ser “materia oscura”, son hipotéticas.
No hay pruebas de que ninguna de ellas se vayan a encontrar, de hecho, en la Naturaleza. Sin embargo, sería poco serio no prestar alguna atención a la idea y a los argumentos que con ella van aparejados -un diminuto rayo de esperanza- viene a apoyar la existencia de WIMPs.
De hecho, la polémica es continuada y no dejan de salir noticias sobre estos extraños objetos: “La supuesta detección de WIMPs levanta la polémica en el campo de la detección directa de la materia oscura” ¡Qué cosas!
hace ya años se propuso la existencia de partículas débilmente interactuantes o WIMPs para explicar la presencia de una masa que no podemos ver en ciertos fenómenos astronómicos, como en la rotación de galaxias.
El 83% de la masa del Universo podría estar constituido por materia oscura y energía cuya naturaleza nos es desconocida.
Se ha realizado un esfuerzo por parte de diversos grupos de investigación a lo largo de todo el mundo para poder detectar esas partículas, que, por definición, son muy difíciles de detectar.
