Una sustancia elusiva que impregna el universo ejerciendo muchas influencias gravitacionales detectables, pero que evita ser detectada directamente.
Los físicos y astrónomos han determinado que la mayor parte del material del universo es “materia oscura”, cuya existencia inferimos de sus efectos gravitacionales, pero no a través de influencias electromagnéticas como las que encontramos con la materia común y familiar.
No obstante, uno de los conceptos más simples de la física, la materia oscura puede ser desconcertante debido a nuestra perspectiva humana. Cada uno de nosotros tiene cinco sentidos, todos los cuales se originan en interacciones electromagnéticas.
La visión, por ejemplo, se basa en nuestra sensibilidad a la luz: ondas electromagnéticas que se encuentran dentro de un rango específico de frecuencias. Podemos ver la materia con la que estamos familiarizados porque los átomos que la componen emiten o absorben luz. Las cargas eléctricas transportadas por los electrones y protones en los átomos son la razón por la que podemos ver.
Sin embargo, la materia no está compuesta necesariamente de átomos. La mayor parte puede estar hecha de algo completamente distinto. La materia es cualquier material que interactúa con la gravedad como lo hace la materia normal; por ejemplo, se agrupa en galaxias y cúmulos de galaxias.
No hay ninguna razón por la que la materia siempre deba constar de partículas cargadas. Pero la materia que no tiene interacciones electromagnéticas será invisible a nuestros ojos.
La llamada materia oscura no lleva carga electromagnética (o en su caso, es muy pequeña). Nadie lo ha visto directamente con sus ojos o incluso con instrumentos ópticos sensibles. Sin embargo, creemos que está ahí fuera debido a sus múltiples influencias gravitacionales.
Estos incluyen el impacto de la materia oscura en las estrellas de nuestra galaxia (que giran a velocidades demasiado grandes para que la fuerza gravitacional de la materia ordinaria las controle) y los movimientos de las galaxias en los cúmulos de galaxias (nuevamente, demasiado rápido para ser contabilizado solo por la materia que vemos).
Su huella en la radiación cósmica de fondo de microondas que quedó de la época del Big Bang; su influencia en las trayectorias de la materia visible de las expansiones de supernovas; la curvatura de la luz conocida como lente gravitacional; y la observación de que la materia visible e invisible se separa en cúmulos de galaxias fusionadas.
Quizás el signo más significativo de la existencia de materia oscura, sin embargo, es nuestra propia existencia. A pesar de su invisibilidad, la materia oscura ha sido fundamental para la evolución de nuestro universo y para el surgimiento de estrellas, planetas e incluso vida.
Esto se debe a que la materia oscura transporta cinco veces la masa de la materia ordinaria y, además, no interactúa directamente con la luz. Ambas propiedades fueron críticas para la creación de estructuras como las galaxias, dentro del período de tiempo (relativamente corto) que sabemos que es una vida típica de una galaxia, y, en particular, para la formación de una galaxia del tamaño de la Vía Láctea.
Sin la materia oscura, la radiación habría evitado la aglomeración de la estructura galáctica durante demasiado tiempo, en esencia eliminándola y manteniendo el universo liso y homogéneo.
Algunas personas, al escuchar por primera vez sobre la materia oscura, se sienten consternados.
¿Cómo puede existir algo que no vemos?
Al menos desde la revolución copernicana, los humanos deberían estar preparados para admitir su no centralidad en la composición del universo. Sin embargo, cada vez que la gente se entera de ello en un contexto nuevo, muchos se confunden o se sorprenden. No hay ninguna razón por la que la materia que vemos deba ser el único tipo de materia que existe. La existencia de materia oscura es de esperar y es compatible con todo lo que conocemos.
Quizás haya algo de confusión en el nombre. La materia oscura realmente debería llamarse materia transparente porque, como ocurre con todas las cosas transparentes, la luz simplemente la atraviesa. Sin embargo, su naturaleza está lejos de ser transparente. A los físicos y astrónomos les gustaría comprender, en un nivel más fundamental, qué es exactamente la materia oscura.
Hay una serie de posibilidades interesantes. Sin embargo, en última instancia, aprenderemos sobre la verdadera naturaleza de la materia oscura solo con la ayuda de más observaciones que nos orienten.
Esas observaciones podrían consistir en mediciones más detalladas de la influencia gravitacional de la materia oscura. O, si tenemos mucha suerte y la materia oscura tiene alguna pequeña interacción no gravitacional con la materia ordinaria que hasta ahora no hemos podido observar, los grandes detectores subterráneos, los satélites en el espacio o el Gran Colisionador de Hadrones del CERN cerca de Ginebra podrían detectar en el futuro la oscuridad.
Incluso sin tales interacciones con la materia ordinaria, las auto-interacciones de la materia oscura podrían tener consecuencias observables. Por ejemplo, la estructura interna de las galaxias a pequeña escala será diferente si las interacciones de la materia oscura consigo misma reorganizan la materia en los centros galácticos.
Las estructuras compactas u otras similares a la Vía Láctea, como las brillantes nubes de gas y las estrellas que vemos cuando miramos el cielo nocturno, podrían indicar una o más especies distintas de partículas de materia oscura que interactúan entre sí.
Para un teórico, un observador o un experimentador, la materia oscura es un objetivo prometedor para la investigación. Se sabe que existe, pero aún no sabemos qué es exactamente.
La razón por la que no sabemos puede ser obvia a estas alturas: simplemente no interactúa lo suficiente como para decírnoslo, al menos hasta ahora. Como humanos, solo podemos hacer mucho si la materia ordinaria es esencialmente ajena a cualquier cosa que no sea la existencia misma de la materia oscura. Pero si la materia oscura tiene algunas propiedades más interesantes, los investigadores están preparados para encontrarlas y, en el proceso, ayudarnos a abordar de manera más completa este misterio fascinante.
Fuente: Nature
