jue. Jul 18th, 2019

Energía y materia oscura

Esto te puede resultar sorprendente, pero no sabemos de qué está compuesta la mayor parte del universo. Quizás estás pensando que está compuesto de galaxias, estrellas, planetas, agujeros negros, cometas, asteroides, etc…

Pero lamento decirte que, si sumamos todo, es una porción muy pequeña de todo el universo. Hay mucho más por conocer. Y no podemos comprender con exactitud de qué se trata.

Cuando los científicos estudian el universo, observan que se está expandiendo. Pero si el universo solo estuviera compuesto de galaxias, estrellas, planetas y demás cosas que ya conocemos, no debería estar expandiéndose. Hay algo más allá afuera. Tiene que haber una energía que está haciendo que el universo se expanda. Es solo que no sabemos qué es esa energía. Tampoco sabemos de dónde proviene. Pero sí sabemos que está allí. Los científicos denominan a esta energía energía oscura.

La energía oscura se relaciona con una forma de energía que impregna todo el espacio. La observación de supernovas sugiere que existe una densidad de energía que causa que el universo se expanda a una tasa más rápida mientras más se expande.

Sin la presencia de esta materia oscura, los científicos creen que las galaxias nunca se habrían formado, porque no habría suficiente gravedad para evitar que se apartaran. El universo está ajustado tan finamente que una cantidad precisa de materia oscura mantiene unidas galaxias individuales, mientras que la energía oscura aleja estas galaxias entre sí a una tasa acelerada.

No sabemos mucho sobre la energía oscura, pero sí sabemos que hay muchísima. El 68% del universo, es decir, casi dos tercios, está compuesto de energía oscura.

También hay cosas en el espacio exterior que tienen fuerza de gravedad. Podemos ver su atracción sobre la materia, como las estrellas y las galaxias. Pero no materia común. No es un agujero negro. No es nada de lo cual hayamos escuchado jamás. Pero sin duda está allí. Los científicos la denominan materia oscura.

No hay un problema más importante en la cosmología actual que el de la materia oscura. La materia oscura está compuesta por partículas que no absorben, reflejan, o emiten luz, por lo tanto, no pueden ser detectada por observación de la radiación electromagnética. La materia oscura es un material que no puede ser visto directamente. Sabemos que la materia oscura existe debido a los efectos que produce sobre objetos que sí podemos observar directamente.

Los científicos estudian la materia oscura viendo los efectos que esta produce sobre los objetos visibles. Estos creen que la materia oscura puede dar cuenta de los movimientos inexplicables de estrellas entre galaxias.

Los científicos han producido muchas teorías para explicar qué puede ser exactamente la materia oscura. Algunos creen que pueden se objetos normales como gases fríos, galaxias oscuras, o halos compactos y masivos (llamados MACHOs, los cuales podrían incluir agujeros negros y enanas marrones). Otros científicos creen que la materia oscura puede estar compuesta de partículas extrañas las cuales fueron creadas en las primeras etapas del universo. Dichas partículas pueden incluir axiones, partículas masivas débilmente interactuantes (llamadas WIMPs), o neutrinos.

Entender la materia oscura es importante para entender el tamaño, la forma y el futuro del universo. La cantidad de materia oscura en el universo determinará si el universo es abierto (continúa expandiéndose), cerrado (se expande hasta un punto y luego colapsa) o plano (se expande y luego para cuando alcanza el equilibrio). Entender la materia oscura también ayudará a explicar definitivamente la formación y evolución de las galaxias y cúmulos. Cuando una galaxia gira podría desarmarse. Esto no sucede, por lo tanto, algo debe estar manteniéndola unida. Este «algo» es la gravedad; la cantidad de gravedad requerida para ello, no obstante, es enorme y no puede ser generada por la materia visible en la galaxia.

Al igual que la energía oscura, hay mucho de lo que no sabemos sobre la materia oscura. Pero al parecer, un 27% del universo, o cerca de un cuarto, está compuesto de esa cosa extraña.

En conjunto, la energía oscura y la materia oscura componen el 95% del universo. Eso es casi todo el universo. Eso quiere decir que lo que nosotros conocemos y comprendemos es tan solo un 5%. La energía como la luz, el calor y los rayos X, junto con la materia, los planetas, las estrellas y todas las galaxias son solo un 5% del universo.

La materia oscura y la energía oscura plantean algunos de los interrogantes más importantes en el estudio del espacio y la física. Muchos de los científicos están utilizando observaciones y cálculos para averiguar qué son. Esto nos ayudará a comprender más acerca de nuestro increíble universo, donde siempre hay más por descubrir y mucho más por aprender.

El «huracán de materia oscura» en el que se encuentra la Vía Láctea

Según los expertos, ahora estamos en una oportunidad única para poder detectar la materia oscura

Un vendaval de materia oscura en el que la Tierra está ahora mismo inmersa dará la oportunidad de hacerlo a través de multitud de experimentos que se están desarrollando a nivel global.

Este vendaval fue detectado el año 2017 gracias al telescopio Gaia y sus datos los ha recabado el investigador postdoctoral Ciran O’Hare, de la Universidad de Zaragoza (España), en un artículo que se publicó en noviembre del 2018 en la revista científica Physical Review.

Nuestra galaxia, explica O’Hare a BBC Mundo, se encuentra ahora en medio de esta corriente estelar llamada S1 formada por los restos de una antigua galaxia que hace miles de millones de años devoró la propia Vía Láctea y que viaja a 500 km/s.

Y esto quizás haya ocurrido antes, pero nunca había podido detectarse.

«Es como si estuviéramos nadando en un mar de materia oscura en el que siempre se genera un cierto viento, pero la velocidad y la trayectoria que tiene esta corriente hace que el movimiento de la materia oscura sea muy rápido, creando lo que hemos llamado un huracán«.

O’Hare dice que no se puede predecir cuánto tiempo estaremos sumergidos en este mar, pero probablemente varios miles de años, estima el físico que espera «obtener información valiosa sobre la materia oscura en la próxima década».

La esperanza es, de hecho, que esta enorme masa de materia oscura equivalente a la de diez mil millones de soles pueda ayudar a los científicos a probar lo que hasta ahora existe solo en la teoría gracias a varios experimentos de detección de materia oscura que intentan hacer visibles distintas partículas hasta ahora invisibles.

Una de ellas, y quizás las más importantes, son las partículas WIMP, uno de los que se cree son elementos fundamentales de la materia oscura, pero que tienen una interacción muy débil y por eso aún no ha podido probar su existencia más allá de en recreaciones con computadora.

Con la presencia del huracán se espera que se produzca un choque con otros átomos que pueda ser detectado por la tecnología que existe en los laboratorios y observatorios.

Si no resultaran ser WIMPS, explica O’Hare, también hay experimentos que intentan probar la presencia de axiones en la materia oscura, unas partículas muy ligeras que pueden convertirse en fotones de energía luminosa o electromagnética que puede ser producida, absorbida y transmitida.

En definitiva, lo que esperan los científicos de este huracán único en el que nos encontramos es conocer cuál es la partícula fundamental que compone la materia que nos rodea pero que no podemos ver.

Fuentes: spaceplace.nasa.gov, starchild.gsfc.nasa.gov/Materia Oscura, starchild.gsfc.nasa.gov/Energia Oscura, allaboutscience.org y bbc.com

Temática sugerida por: Juan David Bejarano

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