El universo está lleno de partículas superlumínicas que rompen la causalidad, propone nuevo estudio

En un nuevo estudio, físicos proponen que nuestro universo está dominado por taquiones, un tipo hipotético de partículas que siempre se mueve más rápido que la luz.

Si los taquiones son reales y están presentes en el universo como materia oscura, también podrían explicar la aceleración de la expansión del universo. Los investigadores encontraron que, en un escenario de este tipo, la materia oscura taquiónica inicialmente desaceleraría la expansión del universo, antes de revertir su efecto y provocar una aceleración, como se observa actualmente. Crédito: MysteryPlanet.com.ar.

Los taquiones probablemente no existen; superar la velocidad de la luz violaría todo lo que sabemos sobre el flujo causal del tiempo del pasado al futuro. Sin embargo, las partículas hipotéticas son interesantes para los físicos debido a la pequeña posibilidad de que incluso nuestras nociones más firmes, como la causalidad, podrían estar equivocadas.

Los investigadores sugieren que los taquiones podrían ser la verdadera identidad de la materia oscura —la misteriosa forma de materia que constituye la mayor parte de la masa de casi todas las galaxias del universo—, superando a la materia normal en una proporción de 5 a 1. Astrónomos y físicos actualmente no saben de qué está hecha la materia oscura, por lo que tienen libertad para proponer todo tipo de ideas, ya que, después de todo, a veces una idea descabellada puede ser acertada, y aunque sea incorrecta, puede ayudarnos a avanzar hacia una mejor comprensión.

Energía y materia oscura

Los investigadores calculan que un universo en expansión lleno de taquiones puede disminuir su velocidad de expansión inicialmente antes de volver a acelerarse. Nuestro universo se encuentra actualmente en una fase de aceleración, impulsada por un fenómeno conocido como energía oscura, por lo que este modelo cosmológico de taquiones podría explicar potencialmente tanto la energía oscura como la materia oscura al mismo tiempo.

Para probar esta idea, los físicos aplicaron su modelo a observaciones de supernovas tipo Ia, un tipo de explosión estelar que permite a los cosmólogos establecer una relación entre la distancia y la tasa de expansión del universo. Fue a través de las supernovas tipo Ia que los astrónomos a fines de la década de 1990 descubrieron por primera vez que la tasa de expansión está acelerando.

Los físicos encontraron que un modelo cosmológico de taquiones era tan efectivo para explicar los datos de las supernovas como el modelo cosmológico estándar que involucra materia oscura y energía oscura. Esto, por sí solo, es sorprendente, dado lo poco ortodoxa que es esta idea.

Una solución superlumínica

Sin embargo, esto es solo el comienzo. Ahora tenemos acceso a una gran cantidad de datos sobre el universo a gran escala, como el fondo cósmico de microondas (radiación remanente liberada poco después del Big Bang) y la disposición de las galaxias a las escalas más grandes. El siguiente paso es seguir probando esta idea frente a esas observaciones adicionales.

El término taquión fue acuñado por Gerald Feinberg (foto) en un artículo de 1967 titulado 'Posibilidad de partículas más rápidas que la luz'. Feinberg se inspiró en la historia de ciencia ficción 'Beep' de James Blish. Estudió la cinemática de este tipo de partículas de acuerdo con la teoría de la relatividad especial. En su artículo, también introdujo campos con masa imaginaria (ahora también conocidos como taquiones) en un intento de comprender el origen microfísico que podrían tener dichas partículas.

Es poco probable que el modelo cosmológico de taquiones pase esas rigurosas pruebas experimentales, dado el carácter improbable de los taquiones. Pero continuar avanzando en nuevas direcciones, incluso poco convencionales, es importante en cosmología; nunca sabemos cuándo podríamos tener un avance significativo. Los científicos han intentado entender la materia oscura durante 50 años y la energía oscura durante un cuarto de siglo, sin resultados concluyentes. Las soluciones a estos enigmas probablemente provendrán de direcciones inesperadas.

La investigación del equipo fue publicada en la base de datos de prepublicaciones arXiv.

Fuente: arXiv/LiveSci. Edición: MP.