La tecnología GPS puede ser capaz de detectar el paso de materia oscura por la Tierra

Mediante redes de relojes atómicos y el papel decisivo de los satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) puede ser factible detectar imperfecciones macroscópicas en el tejido del espacio-tiempo, delatoras del paso de materia oscura por la Tierra.

El uso más cotidiano de un dispositivo GPS es encontrar la ruta a seguir dentro de una ciudad o entre localidades, e incluso orientarnos por una zona rural, pero para dos físicos, el Sistema de Posicionamiento Global podría ser una herramienta útil en la detección y medición directas de la materia oscura.

Este concepto se basa en la asunción de que dos relojes atómicos se desincronizarían y después se resincronizarían debido a un pedazo de materia oscura que pasase a través de un Sistema de Posicionamiento Global u otra red basada en relojes atómicos.

Andrei Derevianko, de la Universidad de Nevada en Reno, Estados Unidos, y Maxim Pospelov, de la Universidad de Victoria en Canadá, han propuesto un método para buscar materia oscura con satélites GPS y otras redes que emplean relojes atómicos. El método compara los tiempos de los relojes y busca discrepancias.

A pesar de los fuertes indicios observacionales de la existencia de la materia oscura, su naturaleza sigue siendo un misterio. Es una forma extraña de materia que no parece emitir ni absorber radiación electromagnética detectable, y que apenas interactúa con otras partículas. En ese sentido, se podría decir que es "invisible" o que es "oscura" como el propio espacio intergaláctico. Sin embargo, se sabe que está ahí porque ejerce una influencia gravitacional en su entorno. Paradójicamente, la materia oscura es mucho más abundante en el universo que la materia visible normal.

Esta ilustración de dos relojes muestra el patrón de cómo dos relojes atómicos se desincronizarían y después se resincronizarían debido a un pedazo de materia oscura pasando a través de un Sistema de Posicionamiento Global u otra red basada en relojes atómicos. (Foto: Cortesía de Andrei Derevianko, Universidad de Nevada en Reno)

Algunos programas de observación en física de partículas parten de la suposición de que la materia oscura está compuesta de materia parecida a las partículas pesadas. Esta suposición podría no ser cierta, y existe un notable interés acerca de posibles alternativas.

La propuesta de Derevianko y Pospelov se basa en el concepto de que la materia oscura podría estar organizada como una gran colección de defectos topológicos parecida a un gas. Proponen intentar detectar los defectos, la materia oscura, a medida que estos pasan a través nuestro, con una red de relojes atómicos sensibles. La idea es que el citado efecto de desincronización temporal de los relojes indicaría que por la Tierra ha pasado materia oscura, el defecto topológico. Estos científicos buscan utilizar la constelación GPS como el mayor detector de materia oscura construido por los humanos.

Los dos están empezando a ensayar las técnicas de detección de materia oscura analizando los datos de 30 satélites GPS, que emplean relojes atómicos para la navegación normal. Es factible usar redes correlacionadas de relojes atómicos o equivalentes, como el GPS y algunas redes terrestres ya existentes, como una herramienta potente para buscar los defectos topológicos delatores del posible paso de materia oscura allá donde relojes inicialmente sincronizados se desincronizan. Las discrepancias de tiempo entre relojes espacialmente separados deberían exhibir una “firma” concreta.

Una posibilidad es que la materia oscura no esté hecha de partículas como las de la materia normal, sino de imperfecciones macroscópicas en el tejido del espacio-tiempo.

El flujo de materia oscura con el que se va topando la Tierra en su travesía orbital alrededor del centro galáctico causaría en ocasiones que los relojes del sistema GPS se desincronizasen temporalmente, siguiendo un patrón muy elocuente.

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