La energía oscura dinámica podría explicar la extraña señal de 21 cm
Por Paul M. Sutter, Universe Today.
13 de julio de 2023.
La representación de un artista de cómo podrían haber sido las primeras estrellas que iluminaron el Universo en el amanecer cósmico. Crédito: Equipo científico de la NASA/WMAP.
La energía oscura puede evolucionar con el tiempo e incluso puede conectarse a través de una nueva fuerza de la naturaleza con la materia oscura. Un investigador cree que es posible que ya hayamos visto evidencia de esto. Sus hallazgos han sido informados en el servidor de preimpresión arXiv.
No entendemos la naturaleza de la energía oscura, que es la fuerza misteriosa que parece estar causando que el Universo se acelere en su expansión. Una hipótesis para la energía oscura es que es una constante cosmológica, que esencialmente equivale a un simple hecho de la naturaleza. Pero otros investigadores están empujando en direcciones más interesantes.
Una posibilidad es que la energía oscura evolucione con el tiempo, cambiando drásticamente la tasa de aceleración del Universo mientras lo hace. Pero cuando permitimos que la energía oscura sea dinámica, surge una pregunta inmediata: ¿qué controla la evolución de la energía oscura? Una posible respuesta a eso es que de alguna manera está conectado con la materia oscura a través de una nueva quinta fuerza de la naturaleza. La materia oscura y la energía oscura coevolucionan entre sí, controlándose mutuamente.
Estos modelos teóricos tienen muchos parámetros que pueden cambiar la forma en que la materia oscura y la energía oscura evolucionan con el tiempo. Afortunadamente, tenemos muchas observaciones cosmológicas muy estrictas que pueden poner límites estrictos a la evolución de estos modelos. Entonces, el nombre del juego es encontrar modelos que estén de acuerdo con todas las observaciones existentes pero que proporcionen alguna observación nueva que nos permita probar la idea.
Un nuevo documento hace precisamente eso. En el artículo, Lu Yin, astrofísica del Centro de Física Teórica de Asia Pacífico en Corea del Sur, examina un modelo de interacción de energía oscura de materia oscura conocida como interacción de energía oscura de Chevallier-Polarski-Linder.
Este modelo está ajustado para que coincida con todas las observaciones existentes con un giro adicional. En 2018, un equipo de astrónomos informó que la detección de una señal de radio largamente buscada de la formación de las primeras estrellas y galaxias. Esta señal es creada por la emisión de radiación de hidrógeno neutro con una longitud de onda de exactamente 21 cm. Esos astrónomos descubrieron esa señal, pero encontraron que la señal era dos veces más fuerte de lo que podría explicarse en la cosmología tradicional.
Esta nueva investigación muestra que un modelo en el que la energía oscura está evolucionando y está acoplada a la materia oscura puede explicar potencialmente esa señal, así como estar de acuerdo con todas las demás observaciones cosmológicas. De manera crucial, la interacción entre la materia oscura y la energía oscura desencadena la formación de estrellas y galaxias antes de lo que ocurre en la cosmología estándar, lo que crea una señal más fuerte de 21 cm.
Fuente:
https://phys.org/news/2023-07-dynamical-dark-energy-strange-cm.html