La materia oscura podría guardar un secreto todavía más extraño de lo que pensábamos: quizá sus partículas sienten una fuerza adicional, aparte de la gravedad. Eso no significa que los científicos hayan descubierto una nueva interacción física confirmada; por ahora hablamos de una posibilidad teórica diseñada para explicar ciertas rarezas cosmológicas observadas.

Sabemos que la materia oscura existe gracias a sus efectos gravitatorios, ya que ayuda a mantener unidas galaxias y participa en la formación de grandes estructuras cósmicas. Sin embargo, todavía ignoramos qué partículas la forman y si, además de responder a la gravedad, pueden interactuar entre ellas mediante alguna fuerza completamente desconocida adicional.

Un grupo de investigadores estudió esa posibilidad mediante modelos matemáticos y datos cosmológicos. El trabajo se publicó en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. La idea parece sencilla: si las partículas de materia oscura sienten una atracción extra, deberían juntarse con mayor facilidad y formar estructuras cósmicas más rápidamente.

Eso podría parecer útil porque algunas observaciones sugieren diferencias pequeñas entre la cantidad de estructura que vemos y lo que predice el modelo cosmológico estándar. Sin embargo, los cálculos muestran algo inesperado. Esa fuerza adicional sí aumenta la tendencia de la materia oscura a agruparse, pero provoca simultáneamente otro efecto.

En estos modelos, la masa efectiva de las partículas de materia oscura disminuye mientras el Universo evoluciona, haciendo que su densidad promedio caiga más rápidamente. Así, aunque las partículas se atraigan con mayor intensidad, cada vez contribuyen menos gravitatoriamente al crecimiento de estructuras como galaxias, cúmulos y la red cósmica.

Ambos efectos pueden prácticamente compensarse. Incluso, al ajustar el modelo para que concuerde con observaciones reales, el crecimiento de estructuras puede terminar siendo finalmente menor. Este resultado desafía la intuición inicial: intentar solucionar un problema cosmológico mediante una fuerza extra podría, paradójicamente, reducir aún más las estructuras del universo.

El fondo cósmico de microondas, radiación más antigua observable, funciona como una fotografía del Universo joven. Esta herramienta permite comprobar si una propuesta sobre materia oscura encaja con nuestra historia cosmológica conocida. Para mantener esa compatibilidad, los investigadores compararon sus predicciones con mediciones de dicha radiación y con información sobre estructuras a gran escala.

La energía oscura es el nombre que usamos para aquello asociado con la expansión acelerada del Universo, mientras la materia oscura favorece la formación estructural. Al introducir más energía oscura para conservar las distancias cosmológicas observadas, su efecto termina frenando todavía más el crecimiento de estructuras durante épocas cósmicas posteriores.

Los modelos que incorporan una fuerza oscura también necesitan modificar otros ingredientes cosmológicos, especialmente la cantidad de energía oscura presente actualmente disponible. Esto no demuestra que exista una fuerza secreta entre partículas oscuras. Más bien establece qué consecuencias tendría una versión relativamente sencilla de esa hipótesis planteada.

Tampoco descarta todas las posibles fuerzas oscuras. Los investigadores estudiaron modelos concretos y reconocen que interacciones más complejas podrían comportarse de maneras bastante diferentes. De hecho, los datos permiten todavía una fuerza muy débil, aunque no ofrecen una detección.

Futuras observaciones podrán poner a prueba mejor estas posibilidades cosmológicas. La materia oscura sigue siendo desconocida, pero este resultado muestra algo importante: agregar una atracción adicional no necesariamente produce el efecto intuitivo que esperaríamos observar.

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