MACHOs vs WIMPs

Después de algunas sugerencias, escribo esta entrada sobre estas dos «cosas», que casi todo el mundo estará intrigado por qué significan o qué son, sobretodo después de decir que wimp en inglés significa algo así como «afeminado», y macho… está claro para todos los hispanohablantes.

Y como su nombre deja entrever, las dos pertenecen a dos teorías rivales (opuestas) de la física actual, ninguna de ellas provada, por lo que todavía no se ha podido descartar una en favor de la otra…(y con una probabilidad no muy baja, las dos podrían ser erróneas, o tener su parte de verdad las dos…).

Como se puede comprobar en estas teorías, los científicos suelen tener muy poca imaginación para poner nombre a sus teorías o predicciones, pero cuando se les ilumina la bombilla, que tiemble el mundo…

Las causas de las dos corrientes

En el Universo, la fuerza que gobierna los movimientos de los planetas, estrellas, galaxias, etc únicamente es la gravedad. Ésta hace que dos masas se atraigan cuanto más próximas estén y más masivas sean.
Actualmente, la teoría que tenemos para describir la gravedad es la Teoría de la Relatividad General, enunciada por Einstein en 1915, y con ella podemos describir de una forma bastante precisa los movimientos de dichos cuerpos.
Sin embargo, actualmente se observa que los movimientos de las galaxias y de los cúmulos de galaxias están gobernados por una masa mayor de la que observamos.

Esto puede implicar dos cosas: o bien que realmente existe más masa de la que vemos, o que las teorías que usamos fallan.
Como siempre es «aconsejable» suponer que las teorías siguen funcionando… suponemos que se debe a la existencia de más materia, que como no la vemos, la llamamos materia oscura, e involucraría a más del 95% de la materia total del Universo.

Y aquí es donde entran en juego las dos teorías:

los MACHOs

Esta línea explica que esta materia oscura no es ninguna materia no conocida o nueva, sino que consta de objetos perfectamente conocidos, solo que demasiado débiles como para ser detectados.
Básicamente, estos cuerpos podrían ser planetas aislados, enanas blancas, enanas marrones, agujeros negros, estrellas de neutrones…., así como neutrinos, todos ellos objetos de dimensiones bastante reducidas (salvo ene algunos casos los agujeros negros) y muy poco o nada luminosos, por lo que sería muy difícil detectarlos a grandes distancias.

Así que si estos cuerpos estarían repartidos por toda la galaxia y de forma aislada, no podríamos detectarlos, pero seguirían contribuyendo a la masa de la galaxia.

El principal problema de esta teoría es que puede explicar razonadamente bien hasta el 20 % de esta materia, pero no puede explicar toda la masa que no vemos.

WIMPs

Por contrapartida, la otra corriente predice que dicha materia no se puede ver porque no forma parte de la materia conocida, sino que consta de otras partículas diferentes, que no interactúan por fuerzas electromagnéticas, lo que provoca que no emitan ningún tipo de radiación, como la luz, aunque sí interactúan por medio de la gravedad (la única forma actualmente que tenemos para verlas) y por la fuerza nuclear débil (la responsable de la radiactividad, por ejemplo).

Esto provoca que existe partículas que no conocemos, y que ninguna teoría actual (y por actual quiero decir asentada en la comunidad científica, o suficientemente provada experimentalmente) predice.

Para que existan tales partículas y que no hayan podido ser detectadas hasta ahora (ni en los aceleradores de partículas), solo cabe la posibilidad de que éstas sean extremadamente masivas (mucho más de lo que lo es un protón por ejemplo).
Una consecuencia de esta gran masa es que deberían de moverse muy despacio, por lo que deberían de formarse aglomeraciones de materia oscura, lo cual casa de una forma bastante aproximada con las distribuciones observadas en el Universo.

Así que la pregunta que podemos hacernos es ¿qué pueden ser esas partículas?
El modelo estándar de la física no las predice, por lo que nos debemos ir a teorías más hipotéticas.
En concreto, la hipótesis más fiable para dichas partículas la produce la teoría de la supersimetría, que predice que cada partícula conocida tiene una partícula «supersimétrica» con una masa mucho mayor. Entre estas partículas, se encuentra el neutralino, originado por una «combinación» de fotinos (el compañero supersimétrico del fotón), bosino (compañero del bosón) y el higgsino (hermano del bosón de Higgs).

Aunque puede parecer que esta teoría es un poco «cogida con pinzas», es muchos ámbitos de física teórica se da por supuesta, siendo indispensable para que cobre sentido varias teorías, como puede ser la teoría de supercuerdas (adivinad de dónde viene ese prefijo «super-«…).

Sólo el tiempo dirá cuál es la solución a uno de los mayores problemas de la física actual. Y esperemos que ésta venga junto con una gran teoría de unificación.

PD: el de la foto de arriba… a cual de los dos grupos pertenecería ¿? 😉
En la Wikipedia tenéis una explicación de los WIMPs, aunque no así de los MACHOs.