¿que hace la materia oscura?

qué es la materia oscura

Todos los átomos y la luz del universo constituyen en conjunto menos del cinco por ciento del contenido total del cosmos. El resto se compone de materia y energía oscuras, que son invisibles pero dominan la estructura y la evolución del universo. La materia oscura constituye la mayor parte de la masa de las galaxias y los cúmulos de galaxias, y es responsable de la forma en que las galaxias se organizan a gran escala. La energía oscura, por su parte, es el nombre que damos a la misteriosa influencia que impulsa la expansión acelerada del universo. Qué son estas sustancias y cómo funcionan son algunos de los principales retos a los que se enfrentan los astrónomos modernos.

La materia oscura no es simplemente oscura: es invisible. La luz de todo tipo parece atravesarla como si fuera completamente transparente. Sin embargo, la materia oscura sí tiene masa, que vemos por su influencia gravitatoria.

Los estudios de las galaxias muestran que las estrellas y el gas se mueven como si hubiera mucha más masa de la que podemos ver tirando de ellos. Según el movimiento de lo que podemos observar, la materia oscura galáctica reside en un “halo” que rodea la materia ordinaria de la galaxia. Los astrónomos también estudian las galaxias enanas, que son menos brillantes y, por tanto, más difíciles de observar, pero que contienen una mayor fracción de materia oscura que sus primos mayores.

qué aspecto tiene la materia oscura

Esta visualización del supercúmulo de Laniakea, que representa una colección de más de 100.000… [+] galaxias estimadas que abarcan un volumen de más de 100 millones de años luz, muestra la distribución de la materia oscura (púrpura sombreado) y las galaxias individuales (naranja/amarillo brillante) juntas. A pesar de la relativamente reciente identificación de Laniakea como el supercúmulo que contiene la Vía Láctea y mucho más, no es una estructura ligada gravitacionalmente y no se mantendrá unida mientras el Universo siga expandiéndose.

La materia oscura es una de las sustancias más misteriosas y a la vez más ubicuas del Universo. Mientras que cosas como los seres humanos, la Tierra, el Sol y todo lo que emite o absorbe luz en el espacio están hechas de materia normal -incluyendo partículas como protones, neutrones y electrones-, eso sólo representa una sexta parte de toda la masa del Universo. Las cinco sextas partes restantes, la inmensa mayoría, son materia oscura.

Podemos saber que la materia oscura existe e incluso inferir algunas de sus propiedades observando cómo afecta a la materia y la luz que podemos observar, especialmente en entornos astrofísicos a gran escala. Pero el hecho de que la materia oscura haya eludido la detección directa en el laboratorio hasta ahora significa que varias de sus propiedades siguen siendo preguntas abiertas. He aquí cinco cosas que sabemos sobre la materia oscura, junto con otras cinco que no sabemos, mientras exploramos los límites de nuestras fronteras científicas.

cómo sabemos que existe la materia oscura

A principios de la década de 1990, una cosa era bastante segura sobre la expansión del universo. Podía tener suficiente densidad de energía para detener su expansión y volver a colapsar, podía tener tan poca densidad de energía que nunca dejaría de expandirse, pero era seguro que la gravedad ralentizaría la expansión con el paso del tiempo. Es cierto que la ralentización no se había observado, pero, en teoría, el universo tenía que ralentizarse. El universo está lleno de materia y la fuerza de atracción de la gravedad atrae a toda la materia. Entonces llegó 1998 y las observaciones del telescopio espacial Hubble (HST) de supernovas muy lejanas que demostraron que, hace mucho tiempo, el universo se expandía realmente más despacio que hoy. Así que la expansión del universo no se ha ralentizado debido a la gravedad, como todo el mundo pensaba, sino que se ha acelerado. Nadie esperaba esto, nadie sabía cómo explicarlo. Pero algo lo estaba causando.

Al final, los teóricos propusieron tres tipos de explicaciones. Tal vez era el resultado de una versión de la teoría de la gravedad de Einstein, descartada hace tiempo, que contenía lo que se llamó una “constante cosmológica”. Tal vez había algún tipo extraño de energía-fluido que llenaba el espacio. Tal vez haya algo que no funciona en la teoría de la gravedad de Einstein y una nueva teoría podría incluir algún tipo de campo que crea esta aceleración cósmica. Los teóricos aún no saben cuál es la explicación correcta, pero han dado un nombre a la solución. Se llama energía oscura.

de qué está hecha la materia oscura

La etiqueta “materia oscura” encierra nuestra ignorancia sobre la naturaleza de la mayor parte de la materia del universo. Contribuye cinco veces más que la materia ordinaria al presupuesto de masa cósmica. Pero no podemos verla. Sólo deducimos su existencia de forma indirecta a través de su influencia gravitatoria sobre la materia visible.

El modelo estándar de la cosmología explica con éxito el crecimiento gravitacional de las galaxias actuales y su agrupación como impulsado por las fluctuaciones primordiales en un océano de partículas invisibles con movimientos aleatorios inicialmente pequeños. Pero esta “materia oscura fría” podría ser en realidad una mezcla de diferentes partículas. Podría estar formada por partículas masivas que interactúan débilmente; por partículas hipotéticas como los axiones; o incluso por átomos oscuros que no interactúan con la materia ordinaria ni con la luz. Todavía no hemos detectado ninguna de estas partículas invisibles, pero hemos medido la huella de las fluctuaciones en su distribución espacial primordial como ligeras variaciones a través del cielo en el brillo del fondo cósmico de microondas, la radiación relicta que quedó del big bang caliente.