Pequeños cambios en los movimientos de las rocas espaciales podrían revelar una fuerza oculta que podría ayudar a explicar misterios importantes, como la materia oscura y la energía oscura.
Los científicos esperan buscar una “quinta fuerza” que pueda existir más allá de nuestro modelo actual del universo al examinar los movimientos diminutos de los asteroides en nuestro sistema solar, informa un nuevo estudio.
Este enfoque novedoso podría exponer partículas ultraligeras ocultas que podrían arrojar luz sobre algunos de los mayores misterios del universo, como la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura.
Nuestra realidad está gobernada por al menos cuatro fuerzas fundamentales: la gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuerte y débil. Sin embargo, los científicos han sospechado durante mucho tiempo que podrían existir otras fuerzas fuera de lo que se conoce como el modelo estándar de la física de partículas, que es una teoría sólida que describe las partículas y fuerzas elementales en el universo.
Ahora, los científicos dirigidos por Yu-Dai Tsai, físico de la Universidad de California, Irvine, han propuesto una forma completamente nueva de buscar una quinta fuerza potencial de “largo alcance” que puede afectar objetos a grandes distancias. Tsai y sus colegas describen un concepto de prueba de principio para “estudiar por primera vez la posibilidad de sondear quintas fuerzas de largo alcance utilizando datos astrométricos de asteroides”, es decir, observaciones de movimientos de asteroides, según un artículo publicado el miércoles en el Journal. de Cosmología y Física de Astropartículas.
“Estas fuerzas de largo alcance son muy interesantes porque pueden relacionarse con muchos tipos diferentes de física fundamental”, dijo Tsai. “Hay varias motivaciones diferentes para buscar una quinta fuerza”.
Las quintas fuerzas de largo alcance podrían ayudar a explicar tanto la energía oscura como la materia oscura, suponiendo que los científicos puedan detectarlas. Es posible que la expansión acelerada del universo involucre una fuerza no descubierta, mientras que la materia oscura podría estar formada por partículas ultraligeras que median este tipo de interacciones ocultas. (De hecho, en un estudio separado publicado el año pasado, Tsai propuso una misión espacial salvaje que podría detectar partículas ultraligeras de materia oscura que podrían estar unidas al Sol).
“Todos sabemos muy bien que estos asteroides pueden ser peligrosos para nosotros”, explicó Tsai. “Algunos de estos son lo que llamamos asteroides cercanos a la Tierra, y tienen el potencial de golpear la Tierra, por lo que se rastrean extremadamente bien”.
Usando observaciones ópticas y de radar, los científicos han podido rastrear los movimientos de miles de asteroides con un grado de precisión tan alto que es posible predecir sus trayectorias para los próximos 100 años o más. Además, se han enviado una gran cantidad de nuevas misiones espaciales para visitar asteroides y observarlos de cerca, como la misión Lucy en curso de la NASA.
“Esto es importante para nuestra supervivencia humana, por lo que se han realizado esfuerzos increíbles para comprender toda esta incertidumbre”, dijo Tsai. “Aunque es difícil, tenemos la capacidad de controlar la mayor parte de esta incertidumbre al nivel que podemos comenzar a tener pruebas significativas de la quinta fuerza”.
Con ese fin, Tsai y sus colegas demuestran que los signos de una quinta fuerza podrían aparecer en las observaciones a largo plazo de los asteroides. En particular, el equipo apunta a la llamada “precesión del perihelio” de estas rocas, que es un ligero cambio en sus órbitas que ocurre cuando hacen su paso más cercano al Sol. Los investigadores estudiaron las órbitas de nueve objetos cercanos a la Tierra como ejemplos de posibles asteroides para buscar signos de una quinta fuerza, pero señalan que los estudios futuros podrían ampliar este marco básico para dar cuenta de más de un millón de rocas espaciales.
“En realidad, ya existe una gran cantidad de millones de datos de asteroides sin analizar, por lo que esto es para motivar a todos a analizar estos millones de asteroides para estudiar la quinta fuerza y otra física fundamental”, concluyó Tsai.
