Un nuevo estudio plantea una idea bastante curiosa: que las ondas gravitacionales pudieron ayudar a crear materia oscura en los primeros momentos del universo. El trabajo apareció en Physical Review Letters.

La investigación fue realizada por Joachim Kopp, de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz y el clúster PRISMA++, junto con Azadeh Maleknejad, de la Universidad de Swansea.

La gran pregunta detrás de todo esto es simple de decir, aunque muy difícil de responder: de qué está hecho realmente el universo que vemos y también el que no vemos.

La materia común, la que forma planetas, estrellas, personas y todo lo cotidiano, representa solo una pequeña fracción del cosmos. Es apenas alrededor del cuatro por ciento del total.

El resto está dominado por componentes invisibles. Una parte importante es la materia oscura, que constituye más o menos el veintitrés por ciento del universo, según estimaciones actuales.

Aunque no podamos verla directamente, sabemos que está ahí porque influye en la formación de galaxias y en la estructura a gran escala del universo.

El problema es que todavía no sabemos qué partícula o qué tipo de partícula compone esa materia oscura. Por eso los científicos siguen probando ideas nuevas.

Aquí entran las ondas gravitacionales, que son ondulaciones del espacio-tiempo. Normalmente las asociamos con eventos extremos, como choques entre agujeros negros o estrellas de neutrones.

Pero el estudio no se centra en esas ondas violentas y fáciles de imaginar, sino en las llamadas ondas gravitacionales estocásticas, mucho más débiles y repartidas por el cosmos.

Ese fondo de ondas pudo aparecer en las primeras etapas del universo, cuando todo estaba mucho más caliente y denso, durante transiciones físicas ocurridas tras el Big Bang.

Según los investigadores, esas ondas gravitacionales primitivas pudieron transformarse parcialmente en fermiones sin masa o con una masa extremadamente pequeña en ese universo temprano.

Los fermiones son una familia de partículas muy conocida. Ahí entran, por ejemplo, partículas como los electrones, además de otras que forman la materia ordinaria.

La idea del modelo es que esas partículas creadas a partir de ondas gravitacionales no se quedaron iguales para siempre. Más adelante habrían adquirido masa.

Y, según esta propuesta, esas partículas terminaron convirtiéndose en la materia oscura que todavía existe hoy y sigue afectando la evolución del universo entero.

Lo llamativo aquí es que no están mirando solo materia, campos o choques de partículas como origen de la materia oscura, sino también ondas gravitacionales antiguas.

Eso abre una ruta nueva para pensar el problema. En vez de buscar solo partículas exóticas creadas por mecanismos conocidos, el estudio propone una vía que casi no se había explorado.

Los autores aclaran que este trabajo todavía se basa en cálculos analíticos, así que el siguiente paso será hacer simulaciones numéricas más precisas para afinar predicciones.

También quieren investigar si esas ondas gravitacionales tempranas pudieron causar otros efectos importantes, como ayudar a explicar por qué hoy vemos más materia que antimateria.