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Los antiguos neutrinos ocultos pueden dar forma a los patrones de las galaxias

marzo 5, 2019
Patricia

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Los antiguos neutrinos ocultos pueden dar forma a los patrones de las galaxias

Los mensajeros sombríos del Big Bang parecen haber dejado su huella en los patrones de anillos impresos en el cielo.

Las partículas subatómicas llamadas neutrinos, liberadas apenas un segundo después del nacimiento del universo hace 13.800 millones de años, fluyen continuamente a través del universo y son extremadamente difíciles de detectar. Pero los patrones circulares de galaxias dispersas por el cielo revelan señales de las partículas tímidas. Esos datos sugieren que la gravedad de los neutrinos altera sutilmente los anillos, informan los investigadores el 25 de febrero en Nature Physics. Dado que estos neutrinos relictos fueron liberados tan temprano en la historia del universo, los científicos esperan que algún día puedan usar estas partículas para entender mejor el cosmos en sus primeros momentos.

El estudio “es ciertamente nuevo e interesante porque muestra que podemos derivar la física del universo primitivo” observando el universo reciente, dice la cosmóloga Hee-Jong Seo de la Universidad de Ohio en Atenas, que no estaba involucrada en la investigación.

Manchar los signos de las partículas antiguas no es tarea fácil. Todos los neutrinos son notoriamente difíciles de detectar. No tienen carga eléctrica y pueden pasar directamente a través de otra materia. Con detectores grandes y altamente sensibles, los científicos pueden detectar neutrinos producidos por procesos cotidianos como la desintegración radioactiva. Pero los neutrinos liberados del Big Bang, conocidos colectivamente como el “fondo de neutrinos cósmicos”, son mucho más elusivos. Aunque estas reliquias cósmicas impregnan el universo, las partículas tienen tan poca energía que nunca han sido vistas directamente.

Así que en lugar de tratar de observar directamente esos neutrinos reliquia, los científicos buscan su influencia en otros postes indicadores cósmicos. Por ejemplo: Un patrón causado por ondas sonoras en el universo temprano – conocido como oscilaciones acústicas bariónicas – debe ser distorsionado por los neutrinos. Esas ondas sonoras se esparcen hacia afuera a través del universo como ondas circulares en un estanque, comprimiendo la materia en bolsillos más densos. Eventualmente, ese proceso resultó en galaxias con tendencia a agruparse en anillos a través del cielo (SN: 5/5/12, p. 17).

Pero los neutrinos pueden desplazar esa materia debido a la gravedad de las partículas, cambiando ligeramente la distribución de la materia en los anillos. “Están viendo la atracción de los neutrinos”, dice el cosmólogo Daniel Green de la Universidad de California en San Diego. Usando datos del Estudio Espectroscópico de Oscilación de Barión, o BOSS, Green y sus colegas estudiaron los patrones circulares de las galaxias y vieron evidencia de que los neutrinos estaban, de hecho, arrastrando materia desde el lado interno de la banda anular hacia el lado externo.

Los científicos han visto previamente señales de los antiguos neutrinos en un resplandor que sobró del Big Bang. El fondo cósmico de microondas, luz que fue liberada cuando el universo tenía sólo 380.000 años de antigüedad, también se ve afectado por el fondo de neutrinos cósmicos. Pero esta es la primera vez que se ha visto evidencia de las huellas dactilares de las partículas en las galaxias.

“Es otro sello del éxito de la cosmología estándar”, dice el cosmólogo Kevork Abazajian, que no participó en la investigación. Aún así, el resultado actual no hace más que rascar la superficie de este fenómeno, haciendo de la medición una prueba de principio y no una detección definitiva, dice Abazajian, de la Universidad de California en Irvine.

En el futuro, los estudios mejorados de las galaxias podrían ser lo suficientemente sensibles como para revelar ajustes inesperados en los patrones de anillos, que podrían ser causados por la existencia de fenómenos no descubiertos, tales como nuevos tipos hipotéticos de neutrinos llamados neutrinos estériles (SN: 6/23/18, p. 7).

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