La luz se filtra en la oscuridad: cómo los fotones se transforman en materia oscura ✦
Los investigadores probaron un modelo donde el corrimiento al rojo observado (el enrojecimiento de la luz de objetos distantes) se compone de una parte estándar por la expansión del espacio y una contribución cuántica adicional: los fotones convierten parcialmente su energía en masa efectiva. El ajuste a datos de supernovas mostró que la constante de Hubble (la tasa de expansión), que responde solo a la expansión métrica, concuerda con el valor de Planck de 67.4 km/s/Mpc con una precisión de 0.33σ, eliminando la deriva del parámetro con el corrimiento al rojo y suavizando las anomalías de las galaxias tempranas. Es como si la luz se «cansara» de una forma ligeramente distinta a la aceptada, ayudando a armonizar las observaciones cosmológicas.
La cosmología atraviesa una fractura tectónica. Las supernovas calibradas con cefeidas, medidas por el equipo de Adam Riess, indican una velocidad de unos 73 km/s por megapársec. Mientras tanto, el mapa del fondo cósmico de microondas del satélite Planck insiste en 67.4: una discrepancia que ya no puede atribuirse ni a errores estadísticos ni sistemáticos. El ritmo cósmico resulta dual, como una orquesta que toca en dos tonalidades a la vez. Las explicaciones convencionales buscan defectos en la «regla» de las supernovas o atribuyen propiedades exóticas a la energía oscura. Un tercer camino es más audaz: la luz misma juega un doble juego.
Imagine el flujo de fotones de una supernova lejana como un río que fluye por las llanuras cósmicas. La expansión del Universo ensancha su cauce: ese es el familiar corrimiento al rojo métrico. Pero en cada recodo, una minúscula parte del caudal se desvía a corrientes subterráneas: los fotones pierden energía, transmutándose en una forma «masiva» (WMC). Este componente oculto se vierte inadvertidamente en el océano de la materia oscura, alterando el paisaje gravitatorio. No se trata de absorción por polvo: es un efecto cuántico insignificante en el laboratorio, pero que en distancias cósmicas se acumula hasta magnitudes tangibles. Así, el desplazamiento al rojo del río se compone de dos contribuciones: el ensanchamiento del cauce y las pérdidas por evaporación.
Matemáticamente, el corrimiento al rojo híbrido se expresa como (1 + z_obs) = (1 + z_Λ)(1 + z_q), donde z_Λ es la contribución de la expansión y z_q el desplazamiento acumulado por la conversión de energía. z_q sigue una ley de atenuación exponencial, como la luz en la niebla. Curiosamente, la corrección de color estándar de las supernovas ya compensaba inconscientemente la atenuación del flujo, devolviendo el brillo real, pero el desplazamiento adicional hacia el rojo pasaba desapercibido: era justo él el que generaba la ilusión de una expansión acelerada. Cuando se extrajeron los parámetros de la fuga WMC de los datos Pantheon+SH0ES, la constante de Hubble regresó de inmediato a los 67.4 km/s/Mpc «planckianos» y la disparidad entre estimaciones a distintas distancias desapareció.
Si la luz realmente se filtra gota a gota hacia la masa oscura, esto no solo resuelve la crisis: es la clave del origen de la materia oscura. Quizá no estaba incluida en la receta inicial del Universo, sino que se fue generando lentamente a partir de la luz estelar a lo largo de miles de millones de años. Y esta hipótesis se puede comprobar. Las comunicaciones láser en el espacio profundo, junto con relojes atómicos ópticos, son capaces de detectar el predicho corrimiento de frecuencia de 10⁻¹⁵ a la distancia de Plutón: un desplazamiento insignificante, equivalente a perder un fotón de cada billón durante cada año de vuelo. La interferometría multicolor permitirá separar la firma cromática del WMC de los desplazamientos Doppler y gravitacionales convencionales. Así, en una o dos décadas, podríamos llegar a palpar la «viscosidad» del vacío: la prueba directa de que el vacío no está vacío en absoluto.
El trabajo vuelve a conectar los problemas de la energía oscura y la materia oscura con la estructura fina del vacío cuántico. Lo luminoso y lo oscuro ya no son dos polos, sino dos fases de un único ciclo cósmico, en el que la luz, tras agotarse, se convierte en gravedad.
🎯 En la electrodinámica clásica, la absorción de luz se describe mediante la parte imaginaria del índice de refracción. El modelo WMC atribuye al vacío cósmico una «viscosidad» efectiva de alrededor de 1.6×10⁻¹⁹ s⁻¹, lo que lo convierte en el fluido más tenue y casi ideal que se pueda imaginar.