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Durante décadas, los físicos especularon sobre la existencia de dimensiones más allá de las tres espaciales y una temporal que experimentamos a diario.
Ahora, un equipo de científicos de España y Alemania afirma tener evidencia convincente de una quinta dimensión “deformada” que podría explicar uno de los enigmas más profundos de la física moderna: la materia oscura.
Esta teoría, publicada en The European Physical Journal C, retoma un concepto propuesto en 1999 pero lo aplica de manera innovadora para resolver problemas fundamentales que el modelo estándar de la física no puede responder.
La materia oscura representa el 75% de toda la materia del universo, pero nunca fue observada directamente. Funciona como una pieza invisible del rompecabezas cósmico que mantiene unidas las galaxias y explica cómo funciona la gravedad a gran escala. Sin embargo, su naturaleza esquiva frustró a generaciones de científicos. Hasta ahora.
El portal invisible: partículas viajando entre dimensiones
La clave del descubrimiento radica en un tipo especial de partícula llamada fermión. Según la investigación, estos fermiones podrían estar siendo “empujados” a través de portales hacia una quinta dimensión deformada, creando lo que los científicos llaman “materia oscura fermiónica”.
Este concepto de dimensión extra deformada no es completamente nuevo, pero esta es la primera vez que se utiliza de manera coherente para explicar el problema de la materia oscura. Los investigadores proponen que existe un “sector oscuro” oculto en esta quinta dimensión, un espacio donde las partículas ordinarias se transforman en la materia invisible que mantiene unido nuestro universo.
Lo fascinante es que estos fermiones no desaparecen simplemente: continúan existiendo en esta dimensión paralela, ejerciendo efectos gravitacionales que podemos detectar en nuestro mundo tridimensional, aunque las partículas mismas permanezcan fuera de nuestra vista.
La matemática detrás del misterio más grande del universo
El modelo estándar de la física, por más exitoso que haya sido, tiene agujeros importantes. Uno de ellos es el llamado “problema de jerarquía”: la pregunta de por qué el bosón de Higgs es mucho más ligero de lo que debería ser según las escalas gravitacionales. Otro es, precisamente, la existencia de la materia oscura.
Los científicos españoles y alemanes desarrollaron ecuaciones matemáticas complejas que generan “masas volumétricas” de fermiones manifestadas en este espacio deformado de cinco dimensiones. Esta matemática especial permite explicar tanto el problema de jerarquía como la abundancia de materia oscura sin contradecir las observaciones existentes.
Como señalan los propios investigadores: “Sabemos que no existe un candidato viable para la materia oscura en el modelo estándar de la física, por lo que este hecho ya pide la presencia de nueva física”. En otras palabras, necesitamos pensar más allá de lo convencional, y las dimensiones extra podrían ser exactamente la “nueva física” que estábamos buscando.
Detectores de ondas gravitacionales: la prueba definitiva está cerca
El aspecto más emocionante de esta teoría es que, a diferencia de muchas otras explicaciones sobre la materia oscura, esta puede ser verificada. ¿Cómo? A través de detectores de ondas gravitacionales, instrumentos que están proliferando alrededor del mundo.
Si los fermiones realmente están atravesando portales hacia una quinta dimensión, deberían generar firmas gravitacionales específicas que estos detectores avanzados podrían captar. No se necesitaría ningún aparato totalmente nuevo o tecnología de ciencia ficción: los instrumentos correctos ya existen o están en desarrollo.
Esto significa que la respuesta al enigma de la materia oscura podría estar literalmente a la vuelta de la esquina.