Hace casi cien años, el astrónomo Fritz Zwicky notó algo extraño: las galaxias en los cúmulos se movían más rápido de lo que permitía la masa visible. Así surgió el enigma de la materia oscura, la sustancia invisible que mantiene todo unido. Una hipótesis sugiere que no son partículas como bolitas, sino un campo cuántico (un campo que lo impregna todo con propiedades cuánticas) con espín 1. Este campo porta tres polarizaciones (direcciones de oscilación), y los físicos a veces llaman a estas partículas “fotones oscuros”. A diferencia de otros modelos, como el de los axiones (partículas hipotéticas sin espín), aquí hay tres “hilos” que oscilan de forma independiente. La gravedad hace que estos hilos se enrollen en nudos muy densos: las estrellas de Proca (grumos cuánticos similares a un condensado, llamados así por el físico Alexandru Proca).

Para entender cómo los hilos forman estos grumos, los científicos realizaron una simulación numérica (cálculos con supercomputadora). Resolvieron las ecuaciones que una vez escribió Erwin Schrödinger, siguiendo la evolución de los hilos desde los primeros instantes del Universo. Se cree que estos campos surgen durante la inflación, un breve período de expansión ultrarrápida justo después del Big Bang, idea propuesta por Alan Guth. La simulación abarcó un enorme lapso temporal: desde una época en que el corrimiento al rojo (medida de la expansión del Universo) era de aproximadamente 340 000, hasta valores en torno a 800. El principal resultado de la simulación es una sencilla ley de potencias: la masa de la estrella de Proca central es proporcional a la masa de la nube circundante elevada a 0,64. Dicho de otro modo, cuanto más pesada es la nube, más pesado es el nudo, pero no de forma lineal. Este exponente es notablemente mayor que en los casos donde hay un solo hilo (campos escalares). La diferencia delata la naturaleza triple del campo. La simulación también mostró cómo estos hilos, con el tiempo, van formando la estructura a gran escala del Universo: una telaraña de cúmulos y vacíos.

Conocer esta regla permite predecir con qué frecuencia chocarán estos grumos. Y las colisiones generan ondas gravitacionales —vibraciones del espacio-tiempo que podrán detectar los futuros instrumentos. Así, el triple hilo que atraviesa el cosmos desde sus primeros instantes se entrelaza formando estrellas invisibles. La comprensión de su naturaleza apenas comienza.