Una fuerza oculta podría estar atrayendo la materia oscura al tiempo que ralentiza inesperadamente el crecimiento de las estructuras más grandes del Universo
Una fuerza de atracción oculta entre partículas de materia oscura podría parecer que acelera el crecimiento de las estructuras cósmicas, pero una nueva investigación revela que, por lo general, ocurre lo contrario. Crédito: AI/ScienceDaily.com
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Laboratorio multimedia Sissa/2 de agosto de 2026
Resumen: Las partículas de materia oscura podrían ejercer una fuerza oculta entre sí, pero sus efectos son más extraños de lo esperado. Una atracción adicional favorece la agrupación de las partículas, pero también hace que la materia oscura sea, en la práctica, más ligera a medida que el universo se expande. Esto debilita su impacto gravitatorio y, por lo general, ralentiza el crecimiento de la estructura cósmica en lugar de acelerarlo.
HISTORIA COMPLETA
La materia oscura suele describirse como una sustancia invisible que solo responde a la gravedad. Pero los científicos ahora exploran una posibilidad más compleja: las partículas de materia oscura también podrían interactuar mediante una fuerza oculta propia.
Un nuevo estudio publicado en la revista Journal of Cosmology and Astroparticle Physics ( JCAP ) examinó qué ocurriría si la materia oscura experimentara una fuerza de atracción adicional. Los resultados fueron sorprendentemente contraintuitivos. Si bien esta fuerza provoca que la materia oscura se acumule con mayor eficacia, por lo general no acelera el crecimiento de la estructura cósmica, sino que tiende a ralentizarlo.
¿Por qué los científicos consideran la existencia de una fuerza oscura?
El interés por una posible "fuerza oscura" ha aumentado a medida que las observaciones altamente precisas del Universo han producido resultados que no siempre coinciden a la perfección.
Las mediciones de la expansión cósmica y el desarrollo de galaxias y otras grandes estructuras a veces parecen contar historias ligeramente diferentes. Algunas observaciones del universo distante sugieren que la expansión pudo haber sido algo más lenta en el pasado de lo que predice el modelo cosmológico estándar.
Al mismo tiempo, los estudios sobre el fondo cósmico de microondas han sugerido durante mucho tiempo que la materia podría estar más densamente agrupada en las mayores escalas del Universo de lo que se esperaba.
Estas diferencias son relativamente pequeñas, pero han animado a los científicos a preguntarse si al modelo cosmológico estándar le falta algún ingrediente importante.
Una posibilidad es que las partículas de materia oscura experimenten una fuerza adicional que la materia ordinaria no puede detectar. Dado que esta interacción se limitaría al sector de la materia oscura, los investigadores la denominan "fuerza oscura". Dicha interacción podría afectar tanto la expansión del Universo como la formación de galaxias y estructuras cósmicas de mayor tamaño.
«Lo que realmente sabemos sobre la materia oscura hasta ahora se ha aprendido únicamente a través de sus efectos gravitacionales», afirma Zachary Weiner, investigador del Instituto Perimeter de Física Teórica y autor principal del estudio. «Esto deja abierta la posibilidad de que la materia oscura pueda tener interacciones adicionales que permanecen ocultas para la materia ordinaria».
Poniendo a prueba una fuerza más allá de la gravedad
El equipo de investigación estudió un grupo de modelos teóricos en los que las partículas de materia oscura interactúan mediante una fuerza de largo alcance, además de la gravedad.
Utilizando cálculos teóricos junto con datos cosmológicos, los científicos estudiaron cómo esta interacción oculta influiría en la historia de la expansión cósmica y el crecimiento de la estructura a gran escala.
En principio, el resultado esperado parece sencillo. Si las partículas de materia oscura se atraen entre sí mediante otra fuerza, deberían agruparse más rápidamente. Esta mayor agrupación también podría explicar las observaciones que sugieren que el Universo contiene estructuras más densas de lo previsto.
«Lo primero que cabría esperar es que al dotar a la materia oscura de una fuerza de atracción adicional, las estructuras deberían crecer más rápido», afirma Weiner. «Pero entra en juego otro efecto al mismo tiempo».
Un efecto sorprendente en el crecimiento cósmico
En los modelos analizados por los investigadores, la fuerza adicional sí provoca que la materia oscura se agrupe de forma más eficaz. Sin embargo, también modifica el comportamiento de la materia oscura a medida que el Universo se expande.
Este mismo proceso provoca que las partículas de materia oscura pierdan masa con el tiempo. Esta reducción debilita su influencia gravitatoria, contrarrestando la mayor atracción producida por la fuerza oculta.
Como resultado, el aumento de la agrupación no genera una huella gravitacional más fuerte en el fondo cósmico de microondas. En la mayoría de los casos, el efecto combinado suprime el crecimiento de la estructura cósmica.
Implicaciones para DESI y los modelos de energía oscura
Estos hallazgos podrían ser relevantes para teorías que van más allá de la mera materia oscura. Algunas explicaciones propuestas para las mediciones recientes del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) implican interacciones similares entre partículas de materia oscura.
Según los investigadores, es probable que el mecanismo recientemente identificado influya también en muchos de los modelos más complejos. Cualquier teoría que involucre una fuerza atractiva oculta deberá tener en cuenta la posibilidad de que la materia oscura se vuelva efectivamente más ligera a medida que el Universo evoluciona.
Las mediciones más precisas que se realicen en los próximos observatorios y estudios cósmicos podrían ayudar a los científicos a determinar qué interacciones ocultas podría tener la materia oscura y qué posibilidades pueden descartarse mediante las observaciones.
"El universo suele ser más sutil que nuestra intuición", afirma Weiner. "Precisamente por eso tenemos que seguir poniendo a prueba estas ideas".
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Fuente de la noticia:
Materiales proporcionados por Sissa Medialab . Nota: El contenido puede ser editado para ajustarse al estilo y la extensión.
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Referencia de la revista:
Marco Costa, Cyril Creque-Sarbinowski, Olivier Simon, Zachary J. Weiner. Las fuerzas oscuras suprimen el crecimiento de estructuras . Journal of Cosmology and Astroparticle Physics , 2026; 2026 (06): 055 DOI: 10.1088/1475-7516/2026/06/055
Sissa Medialab. "La fuerza secreta de la materia oscura hace lo contrario de lo que esperaban los científicos." ScienceDaily. ScienceDaily, 2 de agosto de 2026. < www.sciencedaily.com/releases/2026/08/260801042822.htm > .
