La cosmologia és la branca de l’astronomia que estudia les propietats de l’univers en el seu conjunt. Un dels seus principals descobriments és que la matèria fosca i l’energia fosca constitueixen aproximadament el 95% de l’univers, però, malgrat la seva gran abundància, aquests components segueixen sent dos dels grans misteris de la ciència. Per estudiar la matèria i l’energia fosca, el denominat costat fosc de l’univers, els cosmòlegs mesuren la curvatura de la llum al voltant de les galàxies. Aquest fenomen es coneix com a lent gravitacional i està produït per l’atracció gravitatòria de les galàxies i la matèria fosca que les envolta.

D’altra banda, l’astrofísica se centra en les propietats de cossos celestes com ara planetes, estrelles i galàxies. Durant molt de temps es va pensar que l’astrofísica no jugava un paper important en la cosmologia perquè la matèria fosca i l’energia fosca no es poden observar directament. En canvi, aquest equip ha descobert que la relació entre les galàxies i la matèria fosca depèn molt més de les propietats de les galàxies del que es creia fins ara.

Els investigadors van arribar a aquesta conclusió analitzant simulacions informàtiques molt avançades que imiten la distribució de la matèria fosca i les galàxies en l’univers. Van trobar que la curvatura de la llum al voltant de les galàxies de la simulació és menor del que prediuen la teoria estàndard, d’una forma anàloga al que s’observa per a galàxies reals. D’altra banda, van descobrir que la diferència entre la teoria i les observacions desapareixia quan es tenien en compte processos astrofísics que afecten la connexió entre les galàxies i la matèria fosca.

“En el passat, la cosmologia i l’astrofísica es consideraven dues disciplines separades però el nostre estudi ha qüestionat aquesta idea. Així, les nostres troballes ens han fet redissenyar els nostres models, incloent molts processos astrofísics que no s’havien considerat fins ara. Només així podrem millorar la nostra comprensió del costat fosc de l’univers”, afirma Jonás Chaves-Montero, investigador de l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) i autor principal de l’estudi.

Aquest estudi va ser dissenyat pels investigadors Jonás Chaves-Montero, Raúl Angulo i Sergio Contreras durant la seva estada al Donostia International Physics Center (DIPC) i per a l’anàlisi es va utilitzar el Centre de Supercomputació del DIPC. Jonás Chaves-Montero està ara afiliat a l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE).