Los secretos de la materia y la energía oscura

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Materia oscura y la energía oscura son dos términos que, aunque siempre han sido intrigantes, esconden una particularidad. ¿Cómo sabemos que existen? ¿De qué están hechas? ¿En qué se diferencian?

Los físicos tratan de ser coherentes en sus teorías. Pero donde son muy incoherentes los físicos es nombrando las cosas. Después de más de un siglo de repetirnos que materia y energía son equivalentes (¿no es E = MC2 la fórmula más mediática de la física?) entonces se les ocurre llamar a materia oscura y energía oscura a dos cosas distintas… y que además no son oscuras. Pero lo cierto es que el universo tiene su lado oscuro…y es muy grande.

¿Qué son la materia oscura y la energía oscura? ¿Cómo sabemos que existen? ¿De qué están hechas? ¿En qué se diferencian?

Comencemos señalando las similitudes. La primera: no sabemos qué son ninguna de las dos, es decir no conocemos qué tipo de partículas las componen. Solo sabemos que no están compuestas de la materia normal de la que están hechas las estrellas, los planetas y las personas. No están hechas de protones, neutrones, electrones o neutrinos. Además, ni la materia oscura ni la energía oscura sienten las fuerzas eléctricas y magnéticas y por tanto no interactúan con la luz, no la emiten ni la absorben. Son inmunes a las ondas electromagnéticas en todas las frecuencias, desde el radio, pasando por la luz visible hasta los rayos gamma. El calificativo oscuras no aplica, son transparentes.

¿Entonces cómo sabemos que existen? Porque la gravitación es universal y todo lo que tenga masa-energía crea gravedad. Ambas, materia oscura y energía oscura se detectan por sus efectos gravitacionales. Ya desde los años 30 del siglo pasado Paul Zwicky había observado en agrupaciones de galaxias ligadas por atracción gravitatoria, que la velocidad promedio de las galaxias era mucho más grande que lo que la masa total del cúmulo permitía. Como si hubiera masa que contribuye a la gravedad del cúmulo pero que no se ve. En los años 70 la gran astrónoma norteamericana Vera Rubin confirmó que las velocidades de estrellas que orbitan alrededor del centro de las galaxias tienen un comportamiento anómalo: las más alejadas deberían orbitar más lento que las más cercanas; sin embargo, lo que se observa es que la rapidez se mantiene esencialmente constante. Este comportamiento puede explicarse suponiendo que la galaxia está inmersa en un halo de materia oscura que actúa gravitacionalmente sobre las estrellas.

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