¿que es lo que hace la materia oscura?
Cuándo se descubrió la materia oscura
Poco después de que los físicos de los experimentos del Gran Colisionador de Hadrones del laboratorio CERN descubrieran el bosón de Higgs, se le preguntó al Director General del CERN, Rolf Heuer, “¿Qué es lo siguiente?”. Una de las principales prioridades que nombró: descubrir la materia oscura.
La materia oscura es cinco veces más frecuente que la materia ordinaria. Parece existir en grupos alrededor del universo, formando una especie de andamiaje sobre el que la materia visible se fusiona en galaxias. Se desconoce la naturaleza de la materia oscura, pero los físicos han sugerido que, al igual que la materia visible, está formada por partículas.
La materia oscura aparece periódicamente en los medios de comunicación, a menudo cuando un experimento ha detectado una posible señal de ella. Pero todavía estamos esperando el momento en que los científicos sepan que finalmente la tienen.
En la década de 1930, el astrofísico Fritz Zwicky observó las rotaciones de las galaxias que forman el cúmulo de Coma, un grupo de más de 1000 galaxias situadas a más de 300 millones de años luz de la Tierra. Estimó la masa de estas galaxias, basándose en la luz que emitían. Se sorprendió al comprobar que, si esta estimación era correcta, a la velocidad a la que se movían las galaxias, deberían haber volado separadas. De hecho, el cúmulo necesitaba al menos 400 veces la masa que había calculado para mantenerse unido. Algo misterioso parecía tener su dedo en la balanza; una materia “oscura” invisible parecía estar añadiendo masa a las galaxias.
¿qué aspecto tiene la materia oscura?
La existencia de la materia oscura se remonta a los descubrimientos pioneros de Fritz Zwicky y Jan Oort de que el movimiento de las galaxias del cúmulo de Coma, y de las estrellas cercanas de nuestra propia galaxia, no sigue el movimiento esperado según la ley de la gravedad de Newton y las masas visibles observadas. Desde entonces, una gran cantidad de datos experimentales procedentes de mediciones precisas del fondo cósmico de microondas, de las lentes gravitacionales de los cúmulos de galaxias y de las velocidades de rotación de las estrellas y las galaxias, proporcionan pruebas sólidas e internamente consistentes de la existencia de la materia oscura como partícula. Pero todavía no tenemos ninguna prueba directa de la existencia de la materia oscura, y mucho menos tenemos alguna idea de sus propiedades físicas o de sus interacciones no gravitatorias con las partículas del Modelo Estándar.
Figura: Resultados recientes del satélite Planck comparados con la salida del cono de luz de 2HOT. La figura de la izquierda muestra la densidad de la materia oscura en una simulación de 69.000 millones de partículas comparada con las fluctuaciones del fondo cósmico de microondas. Las mediciones de los detalles más pequeños coinciden con precisión entre la observación y la simulación. La figura de la derecha muestra la simulación comparada con la señal de la lente gravitacional medida por Planck. De M. Warren, arXiv:1310.4502. Aparecerá en Proceedings of Scientific Computing 2013.
De qué está hecha la materia oscura
MATERIA OSCURA | ENERGIA OSCURA | COSMOLOGIADos cúmulos de galaxias colisionaron para crear el “Cúmulo de la Bala”, que se muestra aquí. La materia normal se muestra en rosa y el resto de la materia se ilustra en azul, revelando que la materia oscura domina este enorme cúmulo.
Rayos X: NASA/CXC/CfA/M.Markevitch et al.; Óptico: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.; Mapa de lentes: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.La mayor parte de nuestro universo está oculta a simple vista. Aunque no podemos verlo ni tocarlo, la mayoría de los astrónomos afirman que la mayor parte del cosmos está formada por materia y energía oscuras. Pero, ¿qué es esta materia misteriosa e invisible que nos rodea? ¿Y cuál es la diferencia entre la energía oscura y la materia oscura? En resumen, la materia oscura ralentiza la expansión del universo, mientras que la energía oscura la acelera.
La materia oscura funciona como una fuerza de atracción, una especie de cemento cósmico que mantiene unido nuestro universo. Esto se debe a que la materia oscura interactúa con la gravedad, pero no refleja, absorbe ni emite luz. Por su parte, la energía oscura es una fuerza repulsiva -una especie de antigravedad- que impulsa la expansión siempre acelerada del universo.
Qué es la energía oscura y la materia oscura
La materia normal está formada por los átomos que componen las estrellas, los planetas, los seres humanos y cualquier otro objeto visible del Universo. Por humilde que parezca, la materia normal representa casi con toda seguridad la proporción más pequeña del Universo, entre el 1% y el 10%.
Cuanto más observaban los astrónomos el Universo, más materia necesitaban encontrar para explicarlo todo. Sin embargo, esta materia no podía estar formada por átomos normales, pues de lo contrario habría más estrellas y galaxias que ver. En su lugar, acuñaron el término “materia oscura” para esta sustancia tan peculiar, precisamente porque escapa a nuestra detección.Al mismo tiempo, los físicos que trataban de profundizar en la comprensión de las fuerzas de la naturaleza empezaban a creer que en el Universo debían abundar nuevas y exóticas partículas de materia.
Éstas apenas interactuarían con la materia normal y muchos creen ahora que estas partículas son la materia oscura. En la actualidad, aunque hay muchos experimentos en marcha para detectar partículas de materia oscura, ninguno ha tenido éxito. No obstante, los astrónomos siguen creyendo que entre el 30% y el 99% del Universo puede estar formado por materia oscura.