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Un modelo teórico plantea una conexión entre materia oscura y una posible dimensión extra

Un estudio propone un mecanismo para explicar la materia oscura mediante una dimensión adicional, aunque sin evidencia experimental directa por ahora.

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Red de materia cósmica que muestra la estructura del universo a gran escala

En los últimos días han circulado titulares que hablan de un supuesto “portal” a una quinta dimensión. La idea suena a ciencia ficción, pero su origen real está en un trabajo teórico publicado en The European Physical Journal C, con participación de investigadores de la Universidad de Granada y la Johannes Gutenberg University de Mainz.

El punto de partida es un problema que lleva décadas sin resolverse. La materia oscura no emite ni absorbe luz, lo que impide detectarla directamente con telescopios o instrumentos tradicionales. Sin embargo, su efecto gravitatorio es clave para entender cómo se forman las galaxias y por qué se mantienen unidas en estructuras estables.

Las estimaciones actuales apuntan a que la materia visible representa solo una pequeña parte del universo. La materia oscura constituiría una fracción mucho mayor, lo que obliga a buscar explicaciones que vayan más allá de lo que describe el modelo estándar de la física de partículas.

En este contexto aparece el concepto de “portal”. En física, no se refiere a una puerta literal hacia otro lugar, sino a un mecanismo que conecta dos sectores distintos: el que conocemos y podemos medir, y otro que apenas interactúa con la luz. Es una forma de describir cómo algo invisible podría tener efectos observables.

El modelo que analiza el estudio introduce una dimensión espacial adicional con una geometría específica. Esta idea se basa en teorías previas que intentan resolver problemas fundamentales, como la diferencia entre las fuerzas de la naturaleza o el origen de ciertas masas de partículas.

Dentro de ese marco, los autores plantean que un nuevo campo escalar podría actuar como intermediario entre nuestro universo y un conjunto de partículas que se moverían en esa dimensión extra. Desde nuestro punto de vista, esas partículas se comportarían como materia oscura.

Esto no significa que exista un “portal” físico que se pueda abrir o atravesar. Lo que propone el modelo es una conexión matemática entre distintos componentes del universo, que permitiría explicar por qué la materia oscura no interactúa de forma directa con la materia normal.

Una de las claves del trabajo es que no se limita a proponer una idea abstracta. También sugiere formas de comprobarla. Por ejemplo, analiza posibles efectos en el comportamiento del bosón de Higgs, una partícula que ya se estudia con gran precisión en aceleradores.

Si ese nuevo campo escalar existe y está relacionado con el Higgs, podría alterar ligeramente sus propiedades. Estos cambios serían muy sutiles, pero detectables con instrumentos suficientemente avanzados.

Otra posible señal son las llamadas desintegraciones invisibles. En algunos escenarios, el Higgs podría transformarse en partículas que no dejan rastro directo en los detectores, generando un desequilibrio de energía que indicaría que algo ha escapado sin ser observado.

El estudio también aborda la detección directa de materia oscura en laboratorio. Actualmente, estos experimentos buscan interacciones extremadamente raras entre materia oscura y materia normal, pero los límites de detección siguen siendo muy restrictivos.

Los autores señalan que su modelo encaja dentro de esos límites en varias regiones, lo que significa que no está descartado por los datos actuales, pero tampoco confirmado.

Conviene tener en cuenta que este tipo de trabajos forman parte del desarrollo teórico de la física. No son descubrimientos en el sentido experimental, sino propuestas que intentan explicar fenómenos aún no comprendidos.

Aun así, tienen un valor importante. Si un modelo es capaz de generar predicciones concretas que pueden ponerse a prueba, se convierte en una herramienta útil para guiar futuras investigaciones.

La materia oscura sigue siendo uno de los mayores enigmas del universo. No hay una única explicación aceptada, y distintas teorías compiten por encajar los datos disponibles. Este modelo añade una posibilidad más, conectando el problema con la idea de dimensiones adicionales.

El avance no está en haber encontrado una puerta hacia otra dimensión, sino en haber planteado una forma coherente de relacionar distintos elementos de la física actual. A partir de ahí, será la experimentación la que determine si esa conexión tiene base real o queda como una hipótesis más dentro del campo.

Fuentes

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Springer Nature

link.springer.com/article/10.1140/epjc/s10052-021-08851-0

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