NI RASTRO DE UNA FUERZA OCULTA QUE DOBLE LAS GALAXIAS
Las mediciones recientes de la expansión del Universo dejan margen para una energía oscura que evoluciona con el tiempo, en lugar de una constante cosmológica fija. Una explicación propuesta es que la energía oscura interactúa con la materia oscura. Eso rompería un pilar de la física, el principio de equivalencia, según el cual todo cae de la misma manera, pero solo en el sector oscuro.
Estos modelos producen una quinta fuerza que actúa únicamente sobre la materia oscura. Los ensayos de laboratorio del principio de equivalencia alcanzan precisiones de una parte en 10¹³ a 10¹⁵, pero por construcción no pueden ver una fuerza que ignora la materia ordinaria. Los mejores límites hasta ahora procedían de la cosmología, de unas pocas milésimas de la gravedad, y algunas lecturas de los datos más recientes incluso favorecen una fuerza de ese tamaño.
Un disco que se queda atrás
Harry Desmond (Universidad de Portsmouth) y Pedro G. Ferreira (Universidad de Oxford) la buscan dentro de las galaxias. Una galaxia espiral es un disco de estrellas y gas situado dentro de un halo de materia oscura mucho mayor. Si una quinta fuerza tira del halo hacia las estructuras vecinas pero no de las estrellas, el halo se adelanta y el disco se queda rezagado, unas cuantas decenas de pársecs.
El disco sigue ligado al halo, pero la atracción restauradora del halo se debilita hacia las afueras. Así que las estrellas exteriores deben desplazarse más que las interiores, y el disco se curva en forma de U, un cuenco que se abre en sentido contrario a la fuerza. La profundidad del cuenco es exactamente proporcional a la intensidad de la fuerza.
Cómo una fuerza que actúa solo sobre la materia oscura curva un disco: el halo es arrastrado (flecha verde), el disco se asienta descentrado y se curva en U. — Figura 1, Desmond & Ferreira (2026), arXiv:2610.24618, CC BY 4.0.
Miles de discos de canto
La curvatura prevista es demasiado pequeña para verse en una sola galaxia, y las galaxias reales están alabeadas por muchas causas ordinarias. Por eso la prueba es estadística. Los autores midieron la línea media de 3.968 discos vistos de canto en imágenes del Sloan Digital Sky Survey, con una medida que solo responde a las curvaturas en U e ignora los alabeos en S, habituales en las espirales.
A partir de un mapa de la materia del Universo local, hasta 290 megapársecs, calcularon para cada galaxia la dirección y la intensidad de la quinta fuerza que sentiría. Si la fuerza existiera, las curvaturas se alinearían con estas predicciones.
No lo hacen. Las curvaturas medidas no muestran rastro de la correlación prevista, e incluso se inclinan muy ligeramente en sentido contrario, un efecto que los autores atribuyen casi por completo a una sola galaxia en cuya imagen quedó una estrella de primer plano.
Un límite tres veces más estricto
El resultado es un límite superior: la quinta fuerza debe ser más débil que 7,7 × 10⁻⁴ de la gravedad (95 % de credibilidad) para alcances de 8 megapársecs o más. Tras probar quince variantes de sus hipótesis, los autores dan un límite conservador de 1,7 × 10⁻³.
Región excluida (gris) para la intensidad de una fuerza del sector oscuro en función de su alcance; a la derecha, el caso de alcance infinito, donde varios valores preferidos por ajustes a los datos de DESI (azul, morado) quedan por encima del nuevo límite. — Figura 3, Desmond & Ferreira (2026), arXiv:2610.24618, CC BY 4.0.
Para un alcance prácticamente infinito, incluso el límite conservador es tres veces más estricto que la cota cosmológica más ajustada, y entre 43 y 360 veces más estricto que pruebas astrofísicas anteriores. Desfavorece, a unos 2 o 3 sigmas, los acoplamientos preferidos por varios ajustes recientes de energía oscura interactuante a los datos del sondeo DESI.
Los dos enfoques son complementarios. Los límites cosmológicos dependen de cómo se comportó el campo a lo largo de la historia cósmica; la prueba de la curvatura mide la fuerza que actúa sobre la materia oscura hoy. En alcances intermedios, un análisis cosmológico del modelo más sencillo sigue dando una cota más estricta que la conservadora de este trabajo.
Escapatorias
Una teoría aún podría ocultar la fuerza dentro de las galaxias mediante un mecanismo de «apantallamiento» (screening). Los autores muestran que los tipos de apantallamiento habituales no pueden hacerlo sin dejar de mantener la fuerza relevante para la cosmología. Dos opciones más exóticas, el apantallamiento de Vainshtein y el llamado acoplamiento disforme, siguen abiertas y quedan para trabajos futuros. Hasta entonces, sugieren que los ajustes de energía oscura interactuante tomen 1,7 × 10⁻³ de la gravedad como techo.