¿Qué pueden revelar las ondas gravitacionales sobre la materia oscura?

Recientemente, la colaboración NANOGrav capturó los primeros signos de ondas gravitacionales de muy baja frecuencia, alrededor de 10-8 Hertz, lo que equivale a alrededor de una oscilación por año. Los científicos, que analizaron los datos, insinuaron que las ondas podrían apuntar a una nueva física más allá del Modelo Estándar.

Un nuevo estudio ha informado que la señal es consistente tanto con una transición de fase temprana universo y la presencia de un campo de partículas similares a axiones (ALP) muy ligeras. Este último es visto como una posibilidad prometedora para materia negra.

Las ondas tienen una longitud de onda proporcionalmente larga. Estas ondas son detectables a través de un gran detector. Como tal, un detector no es posible aquí en la tierraLos astrónomos de NANOGrav utilizan púlsares distantes y sus señales luminosas como enormes detectores.

Wolfram Ratzinger describe la motivación detrás de su trabajo: “Aunque los datos hasta ahora solo nos proporcionan una primera pista de la existencia de ondas gravitacionales de baja frecuencia, sigue siendo fascinante para nosotros trabajar con ellas. De hecho, tales ondas podrían ser producidas por varios procesos que ocurrieron en el universo temprano. Ahora podemos usar los datos que ya tenemos para decidir cuál se tiene en cuenta y cuál no coincide en absoluto con los datos. “

Los científicos también analizaron dos posibles escenarios que causan las ondas: transiciones de fase en el universo temprano y un campo de materia oscura de partículas similares a axiones (ALP) extremadamente ligeras. Las transiciones de fase como estas ocurren debido a la caída de temperatura en la sopa primordial después de la Big Bang y causan turbulencias masivas; sin embargo, como la materia oscura, no están cubiertos por el Modelo Estándar.

Con base en los datos, los científicos interpretaron sus resultados de la siguiente manera: El escenario de transición de fase temprana es quizás un poco más probable.

Según Pedro Schwaller y Wolfram Ratzinger, son capaces de desarrollar posibilidades particulares basándose únicamente en datos limitados que demuestren el potencial de su enfoque.

Ellos notaron, “Nuestro trabajo es el primero, pero un avance importante: nos da la certeza de que con datos más precisos, podemos sacar conclusiones confiables sobre el mensaje que las ondas gravitacionales nos envían desde el universo temprano.

Pedro Schwaller concluye, Además, ya podemos empezar a identificar determinadas características de los escenarios e imponerles limitaciones, en nuestro caso la fuerza de la transición de fase y la masa de axiones ”.

Referencia de la revista:

1. Wolfram Ratzinger y col. Susurros del lado oscuro: confrontando la nueva física de la luz con los datos NANOGrav. YO: 10.21468 / SciPostPhys.10.2.047