¿La materia oscura será gravedad repulsiva?

Una poderosa repulsión entre la materia normal y "bolsillos" ocultos de antimateria podría explicar la misteriosa fuerza conocida como energía oscura, según un nuevo y controversial estudio.

En 1998, se descubrió que el universo no sólo se está expandiendo sino que su expansión se está acelerando.

Esta conducta totalmente inesperada fue declarada "el problema más profundo de la ciencia" en física, porque según nuestros actuales conocimientos sobre la gravedad, las atracciones de masa en el universo deberían desacelerar la expansión.

La principal teoría que explicaría la expansión acelerada es la existencia de una hipotética fuerza repulsiva llamada energía oscura.

Pero en el nuevo estudio, Massimo Villata, astrofísico del Observatorio de Turín, Italia, sugiere que los efectos atribuídos a la energía oscura se deben en realidad a una suerte de "antigravedad" creada cuando la materia normal y la antimateria se repelen.

"Usualmente esta repulsión es atribuida a una misteriosa energía oscura que impregnaría uniformemente el cosmos, pero nadie sabe qué es ni por qué se comporta de esta manera", explicó Villata. "Nosotros reemplazamos una fuerza desconocida causada por un elemento desconocido por la gravedad repulsiva de la ya conocida antimateria".

Antimateria escondida

Según Villata, la clave de la expansión acelerada está en los grandes vacíos diseminados en el cosmos. Estos agujeros de nuestro mapa del universo -que pueden tener cada uno millones de años luz de ancho- están inexplicablemente vacíos de galaxias y cúmulos de galaxias. El agujero más cercano a nosotros se llama Vacío Local, y bordea el supercúmulo de galaxias de Virgo.

Villata cree que estos vacíos albergan vastas cantidades de antimateria que incluso podrían estar organizadas en galaxias de antimateria, con estrellas y planetas de antimateria.

Toda esta antimateria no emite radiación que pueda ser detectada por sensores, de manera que para nosotros es invisible, expresó Villata.

"Puede haber varias razones para que la antimateria de los vacíos sea invisible, pero no sabemos cuál es la correcta. Además, la antimateria de los laboratorios podría tener distinto comportamiento dado que está `inmersa` en un mundo de materia".

Si bien no podemos ver superestructuras de antimateria, podemos observar sus efectos en nuestro universo visible, sostiene Villata, porque la antimateria debe repeler la materia normal en las galaxias, alejándolas unas de otras.

Villata dice que su teoría, que aparecerá un un próximo número de la publicación Astrophysics and Space Science, tiene el potencial de resolver otros misterios cósmicos, como el problema de la "antimateria perdida".

Según la física corriente, durante el big ban tiene que haberse creado una cantidad igual de partículas de materia y de antimateria. sin embargo, el universo visible parece estar dominado por estructuras formadas por materia normal.

Para determinar cuánta antimateria puede haber en el Vacío Local, Villata calculó cuánta sería necesaria para crear una fuerza repulsiva lo suficientemente fuerte como para explicar la llamada Local Sheet. Esta colección de materia normal que incluye a nuestra Vía Láctea y a otras galaxias cercanas, se mueve a la misma velocidad.

"Si cada vacío contiene una masa de antimateria similar a la calculada para nuestro Vacío Local entonces nuestro universo albergaría una cantidad de antimateria equivalente a la de materia, y (allí) finalmente habría un universo materia-antimateria simétrico", continuó Villata.

¿Se repelen la materia y la antimateria?

Si bien la teoría de Villata no requiere de misteriosas fuerzas creadas de la nada, sí depende del supuesto que la materia y la antimateria se repelen.

No hay todavía ninguna prueba experimental de que la antimateria repela la materia, según el físico Frank Close, de la Universidad de Oxford, aunque, añadió que la Organización Europea de Investigación Nuclear, con sede en Suiza, planea probar la idea.

De hecho, Dragan Hajdukovic, físico de la Organización, propuso recientemente otra teoría de la antigravedad que también se apoya en la repulsión entre materia y antimateria para explicar la energía oscura y la materia oscura.

Hajdukovic dijo que la teoría de Villata era "una idea interesante" pero que discrepa con la hipótesis de un universo simétrico materia-antimateria.

"El problema principal es por qué esas grandes cantidades de antimateria de los vacíos no se pueden observar", expresó Hajdukovic.

En la teoría de Hajdukovic, las partículas de antimateria existen y dejan de existir espontáneamente en el vacío cuántico, que es el nombre que los físicos le dan al espacio aparentemente vacío.

"Uso la realidad del vacío cuántico. Para un físico, es más natural y plausible", añadió Hajdukovic.

"Para explicar la invisibilidad de la antimateria, quienes proponen un universo simétrico materia-antimateria se verían forzados a invocar otra hipótesis adicional", como que la antimateria emite fotones avanzados, que viajan hacia atrás en el tiempo y por ende no serían detectables para nuestros instrumentos.

"No es buena señal para una hipótesis si ésta inmediatamente exige la introducción de otra hipótesis".

Pero el autor del estudio, Villata, sostiene que los supuestos de su teoría -incluso la repulsión materia-antimateria y los fotones avanzados- están previstos por teorías físicas ya establecidas.

En ese caso -añadió- "no hay introducción de otras hipótesis".