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La materia oscura es una “sustancia” tan esquiva como inquietante. Su existencia ha sido puesta en entredicho a la vez que nos resulta necesaria para explicar algunas observaciones. ¿Qué es y qué hace en el universo?

 

El universo que conocemos, con el que nos topamos todos los días al ir al trabajo, comer o disfrutar con la familia es una ínfima fracción de lo que existe. Y no es una afirmación baladí. Porque según las evidencias y las hipótesis universales de los últimos años, lo que vemos sería un porcentaje pequeño de todo lo que hay en realidad en el universo. Pero, ¿qué es eso otro con el que compartimos la existencia? Grosso modo, hablamos de la materia oscura, uno de los conceptos más esquivos que conocemos y que es el origen de más dudas que respuestas.

La danza universal

"Por el momento las hipótesis más consistentes son las que contemplan la existencia de la materia y la energía oscura"

Imaginemos el universo, mirado desde "arriba". Todo lo que hay en él se compone de materia y energía encerrados en un espacio y una línea de tiempo. Ahora, centrémonos en la materia. Esta genera una gravedad (o deforma el espacio, según queramos entenderlo) de forma proporcional a su densidad y masa. El universo se mueve por la "inercia" del evento más grande que jamás ha existido: el big bang. Como si todavía durase el empujón, el movimiento de toda la materia hace que las galaxias se desplacen por el espacio, expandiéndose. Pero, al mismo tiempo, la materia atrae hacia sí más materia, provocando los movimientos que hacen girar y orbitar a lunas, planetas, galaxias...

En conjunto, todo esto parece un complicadísimo baile universal. Pero si miramos detenidamente a los bailarines nos percataremos de que algo no funciona bien. El movimiento no es como cabría esperar si el universo contase sólo con la materia brillante que estamos viendo. Con un poco de paciencia nos daremos cuenta de que parece que en el baile hay algo desplazando las galaxias. Es algo que parece enorme, situado entre las ramas y proyecciones de gas, polvo y estrellas del universo. Pero, aunque tiene que ser gigantesco, más grande incluso que el conjunto de la materia que observamos, no podemos verlo. Esto es la materia oscura.

1.	Lente gravitacional causada por la materia oscura en el cluster de Abell . Fuente: Wikimedia

Lente gravitacional causada por la materia oscura en el cluster de Abell . Fuente: Wikimedia

 

¿Qué es la materia oscura?

"La hipótesis más aceptada es que la materia oscura está formada por materia bariónica"

La materia oscura es una sustancia jamás detectada de forma directa. Sin embargo, estamos casi seguros de que está ahí porque de otra manera las observaciones que tenemos del universo no tendrían sentido. Decimos "casi seguros" porque existen otras hipótesis que tratan de explicar este movimiento. Aunque por el momento las más consistentes contemplan la existencia de la materia y la energía oscura. Esta otra es un concepto completamente distinto al anterior y del que hablaremos más adelante. En concreto, según los cálculos realizados, la materia oscura supone como máximo el 30% del conjunto materia-energía del universo. La materia ordinaria, la que conocemos, supone solo un 5%. El resto estaría constituido por la energía oscura que mencionábamos.

Pero, ¿cómo es la materia oscura? Nadie lo sabe. Hasta la fecha, ningún instrumento ha sido capaz de captar una "imagen" o un dato directamente procedente de esta sustancia. De ahí que se le llame materia oscura. La hipótesis más aceptada es que la materia oscura está formada por materia bariónica, es decir, formada por las partículas subatómicas que conforman los protones y neutrones que, a su vez, constituyen los átomos. Siendo así, la materia oscura podría estar constituida por casi cualquier tipo de materia. La otra opción es que esté formada por materia no bariónica, lo que supone enfrentarse a un tipo de "materia" que se escapa muchas veces de lo que comprendemos.

 

¿Cómo estamos seguros de que está ahí?

"Tres cuartas partes de la energía-materia del universo son en realidad energía oscura"

Pero, si no podemos observarla ni medirla, ¿cómo estamos tan seguros de que existe? En primer lugar, no estamos cien por cien seguros de que esté ahí. Pero a tenor del comportamiento del universo, su presencia es lo que mejor encaja con lo que hemos observado. Por ejemplo, las curvas de rotación galáctica o la velocidad de dispersión de las galaxias son buenos ejemplos de ello. Otro aspecto realmente ilustrativo es la formación de estructuras de galaxias, formando un auténtico mapa ordenado y que sólo puede ocurrir si algo tan grande y masivo como la materia oscura está ahí, entre el resto de la materia visible. Además, cada vez estamos más cerca de poder detectarla directamente. O, al menos, en eso confiamos. Los últimos experimentos, que implican enormes detectores con gases inertes y zonas completamente aisladas del resto del mundo, nos ayudarán a encontrarla en los años venideros.

 

No confundamos energía con materia oscura

Cuando se habla de materia oscura, es muy difícil no confundirla con la energía oscura. Pero no son lo mismo. Al igual que la materia oscura, la energía oscura está ahí sin que podamos verla directamente. Solo que su presencia es muchísimo mayor. Se estima que casi tres cuartas partes de la energía-materia del universo son en realidad energía oscura (en torno al 70%). Esta energía, al contrario que la materia oscura, se considera una especie de campo que lo llena todo y que produce la aceleración observada en nuestro universo. Actualmente, la energía oscura es una de las partes más importantes del modelo cosmológico estándar, aunque su presencia, como la de la materia oscura, permanece a la espera para ser revelada.

Representación de la estructura que forma el universo . Fuente: Wikimedia

Representación de la estructura que forma el universo . Fuente: Wikimedia

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