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Los resultados se publicarán este mes en el 'International Journal of Modern Physics D'

Ecuaciones para conocer la ‘materia oscura’ del Universo

Ayudar a descubrir las entrañas del Universo a través de fórmulas y ecuaciones matemáticas. Éste es el objetivo de un trabajo desarrollado por Luis Acedo, investigador del Instituto de Matemática Multidisciplinar (im2) de la Universidad Politécnica de Valencia. Acedo ha desarrollado un modelo matemático que trata de estudiar la distribución de materia en una galaxia, “para a partir de aquí deducir algunas propiedades de la llamada “materia oscura”.

Animación de la materia oscura

Según señala el investigador de la Politécnica, la materia visible del Universo –lo que conocemos- apenas supone el 5% del total, mientras que la ‘materia oscura’ se calcula que representa un 25% del total. “El resto está constituido por la aún más misteriosa energía oscura”, añade Luis Acedo.

Para desarrollar su modelo matemático, este investigador de la Universidad Politécnica de Valencia se ha basado en el método numérico más clásico de la mecánica celeste: la solución de las ecuaciones de Newton mediante el procedimiento de Euler.

“Lo que hacemos es integrar mediante este método una serie de ecuaciones en la que las que se incluyen, entre otras variables, la velocidad de las partículas. Posteriormente, se estudia la distribución que se origina y se compara con la de la Vía Láctea, que es la que mejor se conoce”, explica Luis Acedo.

En particular, lo que diferencia las simulaciones que están llevándose a cabo en el Instituto de Matemática Multidisciplinar de otras simulaciones es que Acedo considera que la materia oscura se mueve a una velocidad alrededor de los 300 y 400 kilómetros por segundo. “No son partículas que estén quietas respecto del sistema de referencia cosmológico, sino que son lo bastante ligeras para todavía tener memoria de la gran explosión. La mayoría de las simulaciones de la materia oscura suponen que estas partículas son mucho más pesadas que los átomos, así que se agregarían en el centro de la galaxia como ocurre con los posos del café. Esto no es lo que ocurre en la Vía Láctea y otras galaxias que se han estudiado. Nuestro modelo explicaría esta discrepancia porque al moverse rápidamente, las partículas se evaporan del centro galáctico como los átomos del agua hirviendo. ”, apunta Luis Acedo.

La aplicación del modelo matemático propuesto por Acedo se alinea con la tesis de que la materia oscura son neutrinos estériles, un tipo de partícula predicho por teorías más allá del modelo estándar.

“El modelo matemático de integración de las ecuaciones de Newton pretende explicar que la materia oscura se distribuye en un halo, algo que todavía es polémico. Esto podría excluir una teoría de la materia oscura y dar más peso a otra, que es la de las partículas ligeras o neutrinos estériles”, señala Luis Acedo.

Los trabajos de Acedo serán publicados próximamente en el International Journal of Modern Physics D, una de las publicaciones de mayor relevancia en el ámbito de la modelización matemática de sistemas físicos.

Fuente: UPV
Derechos: Creative Commons
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