Desafío a la teoría de la materia oscura en la formación de galaxias

Las galaxias más antiguas son grandes y brillantes, lo que concuerda con una teoría alternativa de la gravedad, según un nuevo estudio que desafía la comprensión sobre el universo primitivo.

El modelo estándar sobre cómo se formaron las galaxias en el universo primitivo predijo que el telescopio espacial James Webb (JWST) detectaría señales tenues provenientes de galaxias pequeñas y primitivas.

Pero los datos no confirman la hipótesis popular de que la materia oscura invisible ayudó a que las primeras estrellas y galaxias se agruparan. "Lo que predijo la teoría de la materia oscura no es lo que vemos", comenta en un comunicado la astrofísica de Case Western Reserve Stacy McGaugh, cuyo artículo recién publicado en 'The Astrophysical Journal' describe la formación de estructuras en el universo primitivo.

McGaugh, profesora y directora de astronomía en Case Western Reserve, explica que en lugar de la materia oscura, la gravedad modificada podría haber jugado un papel. Así recuerda que una teoría conocida como MOND , por Modified Newtonian Dynamics, predijo en 1998 que la formación de estructuras en el universo primitivo habría sucedido muy rápidamente, mucho más rápido de lo que predijo la teoría de la materia oscura fría, conocida como lambda-CDM .

El JWST fue diseñado para responder algunas de las preguntas más importantes del universo, como por ejemplo, cómo y cuándo se formaron las estrellas y las galaxia. Hasta su lanzamiento en 2021, ningún telescopio había sido capaz de observar tan profundamente el universo y tan atrás en el tiempo. Lambda-CDM predice que las galaxias se formaron por la acreción gradual de materia desde estructuras pequeñas a estructuras más grandes, debido a la gravedad adicional proporcionada por la masa de materia oscura.

"Los astrónomos inventaron la materia oscura para explicar cómo se pasa de un universo primitivo muy uniforme a las grandes galaxias con mucho espacio vacío entre ellas que vemos hoy", relata McGaugh.

Los pequeños fragmentos se fueron ensamblando en estructuras cada vez más grandes hasta que se formaron las galaxias. El JWST debería poder ver a estos pequeños precursores de galaxias como una luz tenue. "La expectativa era que cada gran galaxia que vemos en el universo cercano habría comenzado a partir de estos pequeños fragmentos", agrega.

Pero incluso con corrimientos al rojo cada vez mayores (mirando cada vez más temprano en la evolución del universo), las señales son más grandes y más brillantes de lo esperado. MOND predijo que la masa que se convierte en una galaxia se acumula rápidamente y, en un principio, se expande hacia afuera junto con el resto del universo. La fuerza de gravedad, más fuerte, desacelera y luego invierte la expansión, y el material colapsa sobre sí mismo para formar una galaxia. En esta teoría, no existe materia oscura en absoluto.