Aproximadamente el 80% de la masa del universo estaría compuesta de material que los científicos no pueden observar directamente. Conocido como materia oscura, este extraño ingrediente no emite luz ni energía. Entonces, ¿por qué los científicos piensan que esta domina?
Desde al menos la década de 1920, los astrónomos han planteado la hipótesis de que el universo contiene más materia de lo que se ve a simple vista. El apoyo a la materia oscura ha crecido desde entonces, y aunque no se ha detectado aún evidencia directa sólida de materia oscura, ha habido grandes posibilidades en los últimos años.
Originalmente conocida como la "masa perdida", la existencia de la materia oscura fue inferida por primera vez por el astrónomo suizo estadounidense Fritz Zwicky del Instituto Tecnológico de California (Caltech) quien en 1933 descubrió que la masa de todas las estrellas en el cúmulo de galaxias Coma proporcionaron solo alrededor del 1 por ciento de la masa necesaria para evitar que las galaxias escapen del tirón gravitacional (Reiss, 2009). Este componente se encuentra definido como el término general utilizado para describir la materia que no se ve en los sistemas astrofísicos, pero que se cree que está presente por otras razones (Moore, 2002). Stephen Hawking lo dice de esta manera:
"Si sumamos las masas de todas las estrellas, que podemos ver tanto en nuestra galaxia como en las otras galaxias, el total es menos de la centésima parte de la cantidad necesaria para detener la expansión del universo, incluso considerando la estimación más baja del ritmo de expansión. Nuestra galaxia y las otras galaxias deben contener, no obstante, una gran cantidad de «materia oscura» que no se puede ver directamente, pero que sabemos que debe existir, debido a la influencia de su atracción gravitatoria sobre las órbitas de las estrellas en las galaxias. Además, la mayoría de las galaxias se encuentran agrupadas en racimos, y podemos inferir igualmente la presencia de aún más materia oscura en los espacios intergalácticos de los racimos, debido a su efecto sobre el movimiento de las galaxias. Cuando sumamos toda esta materia oscura, obtenemos tan sólo la décima parte, aproximadamente, de la cantidad requerida para detener la expansión."(Hawking, 1988)
Aún conscientes de su existencia estamos mucho más seguros de lo que no es la materia oscura que de lo que realmente es (National Aeronautics and Space Administrarion, s.f.):
(i) Primero, está oscuro, lo que significa que no tenemos la forma de estrellas y planetas que vemos. Las observaciones muestran que hay muy poca materia visible en el universo para constituir el 27% requerido por las observaciones.
(ii) Segundo, no tiene la forma de nubes oscuras de materia normal, materia compuesta de partículas llamadas bariones. Sabemos esto porque podríamos detectar nubes bariónicas por su absorción de la radiación que pasa a través de ellas. Tercero, la materia oscura no es anti-materia, porque no vemos los rayos gamma únicos que se producen cuando la anti-materia se aniquila con la materia.
(iii) Finalmente, podemos descartar grandes agujeros negros del tamaño de una galaxia en función de la cantidad de lentes gravitacionales que vemos. Altas concentraciones de materia doblan la luz que pasa cerca de ellos desde objetos más alejados,
¿De qué podría estar compuesto?
La mayoría de los científicos piensan que la materia oscura está compuesta de materia no bariónica. El candidato principal, WIMPS (partículas masivas que interactúan débilmente), tiene de diez a cien veces la masa de un protón, pero sus interacciones débiles con la materia "normal" hacen que sean difíciles de detectar. Los neutralinos, partículas hipotéticas masivas más pesadas y más lentas que los neutrinos, son los principales candidatos, aunque aún no se han detectado. Los neutrinos estériles son otro candidato. Los neutrinos son partículas que no forman materia regular. Un río de neutrinos fluye del sol, pero debido a que rara vez interactúan con la materia normal, atraviesan la Tierra y sus habitantes. Hay tres tipos conocidos de neutrinos; un cuarto, el neutrino estéril , se propone como candidato a la materia oscura. El neutrino estéril solo interactuaría con la materia regular a través de la gravedad.
Entendimiento del Universo:
Algunos cristianos creen que el universo es joven, de tan solo 6,000 años y señalan a la materia oscura como una indicación de que los científicos realmente no entienden el origen del universo. Afirman que los científicos deben inventar este extraño tipo de materia para tratar de salvar la teoría del Big-Bang como una explicación razonable del origen del universo y que un movimiento tan desesperado muestra cuán endebles son las explicaciones científicas actuales. Michael G. Strauss, físico experimental de partículas explica esto y da su opinión sobre las críticas a la materia oscura:
La mayoría de las personas que leo con este punto de vista luego señalan algunas otras leyes físicas desconocidas como la explicación de fenómenos como la rotación de galaxias y las lentes gravitacionales que realmente no tienen nada que ver con el origen del universo. Mientras leo estas críticas a la materia oscura, parecen muy arbitrarias. La estrategia general es simplemente poner en duda cualquier cosa que los científicos hayan descubierto sobre el origen del universo, pero para hacerlo, los críticos deben invocar otras explicaciones variables para muchos fenómenos diferentes. La mayoría de estas otras explicaciones son en realidad posibles explicaciones sostenidas por otros científicos (como los científicos que descartaron la conservación de la energía y el impulso para resolver el problema de la desintegración beta). Pero en realidad, aunque la existencia de materia oscura es la solución más simple y elegante para los problemas mencionados anteriormente, casi todos los científicos estarían de acuerdo en que existen otras soluciones menos probables (Strauss, 2018).
Referencias:
Hawking, S. (1988) "Historia del Tiempo: Del Big-Bang a los Agujeros Negros". (P.49)
Moore, P. (2002) "Philip's Astronomy Encyclopedia". Sky & Telescope Magazine (P. 109)
National Aeronautics and Space Administrarion (s.f.) Dark Energy, Dark Matter (En línea) N.A.S.A Science. Disponible en: https://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-is-dark-energy
Redd, N. (2019) "What Is Dark Matter?" (En línea) Space. Disponible en: https://www.space.com/20930-dark-matter.html
Reiss, A. (2009) "Dark matter" (En línea) Encyclopaedia Britannica, Disponible en: https://www.britannica.com/science/dark-matter
Strauss, M. G. (8 de junio de 2018) "Dark Side". (En línea) Disponible en: https://www.michaelgstrauss.com/2018/06/the-dark-side.html
Tadeu J. (2018) "Sale el más preciso mapa de la distribución de la materia oscura en el Universo". (En línea) Agência FAPESP Disponible en: http://agencia.fapesp.br/sale-el-mas-preciso-mapa-de-la-distribucion-de-la-materia-oscura-en-el-universo/26334/
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