LA MATERIA OSCURA, LA CLAVE PARA ENTENDER EL UNIVERSO

En la foto se aprecia una galaxia llena de puntos brillantes con un azul de fondo
Foto: Imagen compuesta del cúmulo de galaxias CL0024+17 tomada por el telescopio espacial Hubble que muestra la creación de un efecto de lente gravitacional. Fuente: El País

El universo tal y como se conoce no es posible solo con lo que se sabe sobre la materia. Esto ha llegado a deducir que debe haber algo más, algo llamado materia oscura. Aunque su nombre debería ser materia transparente, porque de momento no se ha podido ver. Se sabe que está ahí y es posible detectar cómo se comporta, pero no se puede ver ni describir. La imposibilidad de no poder observarla reside en la nula interacción con el campo electromagnético.

Esta materia es necesaria para la explicación de muchos acontecimientos que suceden en el universo, como por ejemplo la rotación de los objetos en galaxias lejanas. Los objetos celestes rotan mucho más rápido en torno al centro de las galaxias que si solo siguieran las leyes clásicas de la gravitación porque hace falta más materia. También sirve de recurso para explicar las estructuras del universo, galaxias, cúmulos de galaxias y otras estructuras más grandes, necesitamos que haya más materia que la normal.

La explicación cosmológica que se da a esos fenómenos es que, además de una materia “clásica”, existe una materia oscura y fría. Porque hay otro tipo de materia oscura muy conocida desde el final del siglo pasado, que son los neutrinos. No interaccionan con nada, son como partículas fantasma, pero sabemos que están ahí porque los hemos detectado, aunque todavía no conozcamos su masa.

Indicios

La primera vez que se tuvo indicios de que había algo más que no veíamos fue en los años veinte y treinta del siglo pasado. Pero la prueba más clara llegó con los estudios de la astrofísica estadounidense Vera Rubin sobre los movimientos de las galaxias espirales, que son la base para que pensemos que sí hay materia oscura. Rubin observo que la correlación entre las medidas de la masa de una galaxia a través de la luz y la rotación no concordaban, por lo tanto llegó a la conclusión de que tenía que existir una mayor masa a la visible. Este es el primer indicio de la materia oscura, aunque quedan más.

La teoría de la relatividad general define que una masa grande provoca que la luz que pasa cerca de ella se curve. Esta premisa da lugar a la existencia de lentes gravitacionales, uno de los indicios mas importante de la materia oscura. Si hay una fuente intensa de luz, como puede ser un cuásar, a una cierta distancia y hay algo con masa en el medio, la luz que del cuásar nos llega con una cierta curvatura. En este caso la curvatura que llega tampoco se corresponde con la cantidad de masa visible que se observa, sino con una masa mayor. Pero la cantidad de materia oscura que se estima que existe gracias a lentes gravitacionales sí es compatible con las medidas de los giros de las galaxias que observó Rubin.

Foto de una científica llamada Vera Rubin
Imagen: Vera Rubin Fuente: Mujeres con ciencia

Otra señal de la existencia de materia oscura se da por la forma de la radiación de fondo de microondas. La forma que presenta esta radiación no es simétrica, sino que tiene una anisotropía. Esto no se corresponde con lo que podríamos esperar si toda la materia se comportara como la materia ordinaria. Si toda la materia del universo fuera como la que nos forma y desde el Big Bang todo hubiera funcionado como sabemos que la materia ordinaria se comporta, la radiación de fondo de microondas no sería como es. Pero si tenemos en cuenta la materia oscura dentro de ese modelo, entonces sí es compatible con lo que vemos. Todos estos indicios nos conforman un universo en el que más de un 80% de materia es oscura.

A pesar de ser una pieza clave para entender el universo, la comunidad científica no tiene un respuesta certera de que es la materia oscura. Probablemente tiene masa porque lo que detectamos parece provocado por la presencia de masa. Casi toda la evidencia es gravitacional. Sabemos entonces que le afecta la gravedad y que no emite ni absorbe luz. No sabemos si está hecha de partículas o si lo que creemos que es materia oscura es la gravedad que se comporta de formas que no conocemos. Toda esta información ha sido recogida de El País, ABC y National Geographic.

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