Los débiles susurros de radio de las eras oscuras cósmicas podrían contener los secretos de la verdadera naturaleza de la materia oscura.
Fecha: 25 de octubre de 2025
Fuente: Universidad de Tel Aviv
Resumen: Los investigadores proponen que el gas hidrógeno del Universo primitivo emitió ondas de radio detectables influenciadas por la materia oscura. El estudio de estas señales, especialmente las provenientes del entorno radioeléctrico de la Luna, podría revelar cómo se aglutinó la materia oscura antes de la formación de las primeras estrellas. Este enfoque abre una nueva ventana a la misteriosa era cósmica tan solo 100 millones de años después del Big Bang.
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(Izquierda) La imagen en blanco y negro muestra la distribución de la materia oscura, concentrada en densos cúmulos en las regiones más oscuras. (Derecha) La imagen a color presenta el mapa de temperatura correspondiente del gas. Crédito: Universidad de Tel Aviv
Por primera vez, investigadores de la Universidad de Tel Aviv han predicho lo que podría descubrirse al detectar ondas de radio originadas en el universo primitivo. Sus resultados sugieren que durante las "edades oscuras cósmicas", la materia oscura se concentró en densos grupos a través del espacio, atrayendo gas hidrógeno que emitía intensas ondas de radio. Este nuevo enfoque podría ofrecer una forma de investigar uno de los mayores misterios de la ciencia: la verdadera naturaleza de la materia oscura.
El trabajo, dirigido por el profesor Rennan Barkana, de la Escuela Sackler de Física y Astronomía de la Universidad de Tel Aviv, contó con la participación del estudiante de doctorado Sudipta Sikder y colaboradores de Japón, India y el Reino Unido. Sus hallazgos se publicaron en Nature Astronomy .
Estudiando la Edad Oscura Cósmica desde la Luna
Según los investigadores, las eras oscuras cósmicas (el período inmediatamente anterior a la formación de las primeras estrellas) pueden explorarse detectando las ondas de radio emitidas por el gas hidrógeno que antaño llenaba el universo. Aunque las antenas comunes detectan fácilmente las ondas de radio, las señales de esta antigua era son bloqueadas por la atmósfera terrestre. Estudiarlas requiere instrumentos espaciales, especialmente en la Luna, donde la ausencia de atmósfera y la interferencia antropogénica proporcionan condiciones ideales.
Construir un telescopio en la superficie lunar es una tarea formidable, pero podría ser el momento oportuno. Se está desarrollando una carrera global para regresar a la Luna, con Estados Unidos, Europa, China e India buscando nuevas misiones lunares. Estas agencias buscan objetivos científicos significativos para futuros proyectos lunares, y esta nueva investigación subraya el potencial de la radioastronomía lunar para explorar el Universo primitivo.
Explorando el universo antes de las primeras estrellas
El profesor Barkana explica: «El nuevo telescopio espacial James Webb de la NASA descubrió galaxias recientemente distantes cuya luz recibimos de galaxias primitivas, unos 300 millones de años después del Big Bang. Nuestra nueva investigación estudia una era aún más temprana y misteriosa: las edades oscuras cósmicas, tan solo 100 millones de años después del Big Bang. Las simulaciones por ordenador predicen que la materia oscura en todo el universo formaba densos cúmulos, que posteriormente contribuirían a la formación de las primeras estrellas y galaxias. El tamaño previsto de estos núcleos depende de las propiedades desconocidas de la materia oscura, y por lo tanto puede ayudar a esclarecerlas, pero no se pueden ver directamente. Sin embargo, estos cúmulos de materia oscura atrajeron gas hidrógeno y provocaron que emitiera ondas de radio más intensas. Predecimos que el efecto acumulativo de todo esto puede detectarse con antenas de radio que miden la intensidad de radio promedio en el cielo».
Estas simulaciones sugieren que las señales de radio de la Edad Oscura, aunque tenues, contienen valiosas pistas sobre las estructuras invisibles que propiciaron la formación de las galaxias. Detectarlas podría transformar nuestra comprensión de los primeros momentos del Universo.
Desde la Edad Oscura Cósmica hasta el Amanecer de las Estrellas
Aunque la señal esperada es débil, observarla con éxito podría abrir una nueva ventana para probar las teorías de la materia oscura. Cuando las primeras estrellas aparecieron poco después, durante una fase conocida como el "amanecer cósmico", su luz probablemente amplificó drásticamente esta emisión de radio. Las señales de esa época posterior deberían ser más fáciles de detectar con telescopios terrestres, aunque son más difíciles de interpretar debido a que la formación estelar introduce una complejidad adicional.
Para afrontar este desafío, los científicos están recurriendo a vastas redes de radiotelescopios diseñadas para cartografiar variaciones sutiles en la intensidad de la radio cósmica. Uno de los proyectos más importantes es el Square Kilometre Array (SKA), una colaboración global que involucra un conjunto de 80.000 antenas de radio actualmente en construcción en Australia. El profesor Barkana desempeña un papel clave en este proyecto internacional, cuyo objetivo es capturar patrones de emisiones de radio fuertes y débiles que podrían revelar dónde existieron cúmulos de materia oscura.
Una nueva ventana a los orígenes de la materia oscura
El equipo cree que sus predicciones podrían suponer un avance importante en la comprensión de la materia oscura. Hoy en día, la materia oscura está entrelazada con galaxias y estrellas, lo que dificulta aislar sus propiedades. En cambio, el universo primitivo ofrece un entorno prístino —en esencia, un laboratorio intacto— para investigar el comportamiento de la materia oscura sin la interferencia de estructuras cósmicas posteriores.
El profesor Barkana concluye: «Así como las antiguas estaciones de radio están siendo reemplazadas por tecnologías más modernas que generan sitios web y podcasts, los astrónomos están ampliando el alcance de la radioastronomía. Cuando los científicos abren una nueva ventana de observación, suelen surgir descubrimientos sorprendentes. El santo grial de la física es descubrir las propiedades de la materia oscura, la misteriosa sustancia que sabemos que constituye la mayor parte de la materia del universo, pero aún desconocemos su naturaleza y propiedades. Es comprensible que los astrónomos estén ansiosos por sintonizar las radios cósmicas del universo primitivo».
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Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por la Universidad de Tel Aviv . Nota: El contenido puede sufrir modificaciones de estilo y extensión.
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Referencia de la revista :
Parque Hyunbae, Rennan Barkana, Naoki Yoshida, Sudipta Sikder, Rajesh Mondal, Anastasia Fialkov. "La firma de la materia oscura subgaláctica aglutinada en la señal global de hidrógeno de 21 cm" . Astronomía de la Naturaleza , 2025; DOI: 10.1038/s41550-025-02637-0
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Universidad de Tel Aviv . « Las primeras ondas de radio del Universo podrían revelar materia oscura ». ScienceDaily. ScienceDaily, 25 de octubre de 2025. < www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251024041755.htm >
