Científicos de la Universidad de Nevada, Reno han propuesto un método para la detección y la medición de la elusiva pero omnipresente materia oscura con los satélites GPS y otras redes basadas en relojes atómicos, comparando los tiempos de los relojes y buscando diferencias.
“A pesar de evidencias observacionales sólidas para la existencia de la materia oscura, su naturaleza sigue siendo un misterio,” dice Andrei Derevianko, responsable de la investigación. “Algunos programas de investigación en física de partículas suponen que la materia oscura está compuesta de algo parecido a la materia de partículas pesadas. Esta suposición puede no ser cierta, y existe un gran interés por las alternativas”.
“La física moderna y la cosmología fracasan dramáticamente en que sólo pueden explicar un 5 por ciento de la masa y la energía del universo se expresa en forma de materia ordinaria, pero el resto es un misterio”.
Hay evidencia de que la energía oscura es aproximadamente el 68% de la masa y energía misteriosa. El 27% restante es generalmente reconocido como materia oscura, a pesar de que no es visible y elude la detección directa y la medición.
“Nuestra investigación persigue la idea de que la materia oscura puede ser organizada como una gran colección, como el gas de defectos topológicos, o grietas de energía”, dijo Derevianko. “Proponemos detectar los defectos, la materia oscura, mientras pasa a través de nosotros con una red de relojes atómicos sensibles. La idea es que, donde los relojes queden fuera de sincronización, sabríamos que ha pasado la materia oscura, el defecto topológico. De hecho, prevemos utilizar la constelación GPS como el mayor detector de materia oscura construido por el ser humano”.
Derevianko está colaborando en el análisis de los datos del GPS con Geoff Blewitt, director del Laboratorio Geodésico Nevada, también en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Nevada, Reno. El laboratorio desarrolló y mantiene el mayor centro de procesamiento de datos GPS en el mundo, capaz de procesar información a partir de cerca de 12.000 estaciones de todo el mundo de forma continua.
Los dos están empezando a probar las ideas de detección de la materia oscura mediante el análisis de datos a partir de 30 satélites GPS, que utilizan los relojes atómicos para la navegación diaria. Redes correlacionadas de relojes atómicos se pueden utilizar como una herramienta de gran alcance para la búsqueda de la materia oscura por defecto topológico. Se espera que las discrepancias de tiempo entre los relojes separados espacialmente exhiban una firma distinta.
“Sabemos que la materia oscura debe estar ahí, por ejemplo, porque se ve que curva la luz alrededor de las galaxias, pero no tenemos ninguna evidencia en cuanto a de que estaría hecha“, dijo. “Si la materia oscura no estuviera allí, la materia normal que conocemos no sería suficiente para doblar la luz tanto como lo hace. Eso es sólo una de las maneras en que los científicos saben que hay una enorme cantidad de materia oscura en algún lugar en la galaxia. Una posibilidad es que la materia oscura presente en gas pueda no estar compuesta de partículas como la materia normal, sino de imperfecciones macroscópicas en el tejido del espacio-tiempo”, dijo Blewitt.
“La Tierra barre a través de este gas a medida que orbita la galaxia. Así que para nosotros, el gas parece ser como un viento galáctico de la materia oscura que sopla a través del sistema de la Tierra y sus satélites. A medida que la materia oscura sopla causa ocasionalmente que los relojes del sistema GPS pierdan sincronía con un patrón de testigo en un período de unos 3 minutos. Si la materia oscura hace que los relojes queden fuera de sincronía en más de una milmillonésima parte de un segundo, debemos ser fácilmente capaz de detectar este tipo de eventos”.
Referencia: Universidad de Nevada, Nature