Galaxias miles

Gran parte de la materia del Universo es absolutamente invisible y desconocida.

Existencia de materia oscura y su descubrimiento

Actualmente creemos que sabemos que los miles de millones de galaxias, cada una con cientos y miles de millones de estrellas, constituyen solo una pequeña parte de toda la materia del Universo (un escaso 10%) y que todo el resto (90%) es absolutamente invisible y desconocido.

En la imagen de portada se pueden ver miles de millones de galaxias. Muestra un Universo lleno de galaxias.

Estas son propiedades incompatibles con las características propuestas por la física y no aparecen en los escritos serios de ciencia ficción.

Vera Rubin
La astrónoma estadounidense Vera Rubin. Crédito: sitio web mujereconciencia

Entre los logros de Vera Rubin se encuentra el descubrimiento de lo que se llama “materia oscura” y que parece constituir el 90% de la materia existente en el Universo.

La materia oscura es invisible, pero su atracción gravitacional está frenando la expansión del Universo.

Al estudiar el movimiento y el brillo de las galaxias espirales, concluyó que algunas parecían viajar más rápidamente en una dirección.

¿Cuál es la verdad sobre la materia oscura?

¿Cómo sabemos que existe la materia oscura si no emite o si no refleja suficiente radiación electromagnética detectable por los sofisticados instrumentos disponibles en el siglo XXI?

Los efectos gravitacionales medidos en la materia que podemos visualizar, nos llevan a pensar que hay algo “desconocido” que no podemos percibir y que constituye nada menos que el 95% restante del Universo.

Hay estudios y observaciones que corroboran el hecho de que muchas galaxias están compuestas principalmente por materia oscura.

Se cree que la Vía Láctea es un 90% de materia oscura y solo un 10% de materia ordinaria.

Para detectarlo con mayor certeza, los investigadores deberán esperar a que se obtengan nuevos datos del telescopio espacial Hubble, a los resultados del telescopio espacial James Webb, lanzado en 2013 y. sobre todo, a la información que aporta la sonda espacial Euclid prevista para 2020 y en cuyo desarrollo España tiene una participación especial.

Cumulo globular
Imagen tomada con el Telescopio Espacial Hubble del cúmulo globular NGC6397. Crédito: HST / NASA / ESA.

Al parecer, Edwin Hubble también era un fanático de las novelas de ciencia ficción y, aunque su descubrimiento fue algo muy serio y riguroso, decidió darle un nombre más llamativo que “materia desconocida”: lo llamó “materia oscura”.

Y con este nombre siniestro se ha mantenido este componente desconocido del Universo.

En la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense de 1975, Vera Rubin y Kent Ford anunciaron a toda la comunidad científica que la mitad de la masa contenida en las galaxias espirales no era visible, pero estaba presente en forma de “materia oscura”.

Al principio, este resultado fue recibido con escepticismo. Sin embargo, rápidamente aparecieron otros trabajos lo corroboran.

Desde 1978, Vera y su equipo han observado más de 200 galaxias y han podido calcular que aproximadamente el 90% de la materia del Universo es materia “oscura”, no visible, pero detectable por el efecto gravitacional que produce.

La teoría de Fritz Zwicker

Fritz
Fritz Zwicky notable científico suizo de origen húngaro. Crédito: web “ecured.cu/Fritz_Zwicky”.

En 1933, el científico suizo Fritz Zwicky (1898-1974), que trabajaba en el Instituto de Tecnología de California (Caltech), proporcionó pruebas de la posible existencia de una materia desconocida que constituía la mayor parte del cosmos.

Se sabe que Fritz Zwicky no se equivocó, ya que la observación de la velocidad de rotación de las galaxias y las velocidades orbitales de las galaxias en cúmulos, la distribución de temperatura del gas caliente en las galaxias y muchas otras mediciones, confirman que el Universo contiene mucha más materia que interactúa con la radiación electromagnética.

Se desconoce la composición de la materia oscura, pero la evidencia actual favorece los modelos en los que el componente principal de la materia oscura son nuevas partículas elementales llamadas colectivamente materia oscura.

En teoría, la materia normal (o bariónica, porque tienen interacciones detectables entre sí) está compuesta de protones, neutrones, electrones.

La búsqueda de la materia oscura

La otra forma misteriosa de materia estaría compuesta por partículas subatómicas no bariónicas desconocidas, partículas masivas con poca interacción.

Estas partículas hipotéticas serían muy masivas y difíciles de detectar.

Neutralino es uno de los candidatos a formar parte de la materia oscura y es uno de los elementos que se está detectando con el LHC, el acelerador de hadrones ubicado en el CERN de Ginebra.

En 2005, los astrónomos de la Universidad de Cardiff afirmaron haber descubierto una galaxia compuesta casi en su totalidad por materia oscura, a 50 millones de años luz del Cúmulo de Virgo.

Virgo
Imagen profunda del cúmulo de Virgo. Crédito: Wikipedia. Web “en.wikipedia.org/wiki/Virgo_Cluster#/media/File:ESO-M87.jpg”

Esta imagen profunda del cúmulo de Virgo obtenida por Chris Mihos y sus colegas utilizando el telescopio Burrell Schmidt muestra la luz difusa entre las galaxias que pertenecen al cúmulo.

El norte está arriba, el Este a la izquierda. Las manchas oscuras indican dónde se eliminaron de la imagen las estrellas brillantes en primer plano. Messier 87 es la galaxia más grande de la imagen.

Se le dio el nombre de VirgoHI21 y aparentemente no contiene estrellas visibles.

Los modelos del Big Bang y la estructura a gran escala del Universo han sugerido que tales galaxias oscuras deberían ser muy comunes en el Universo, pero hasta ahora no se ha detectado ninguna.

Si se confirmara la existencia de una galaxia oscura, sería una pieza formidable de información que serviría para probar la teoría de la formación de galaxias y plantearía la necesidad de explicaciones alternativas de de qué está hecha la materia oscura.

La materia oscura es crucial para el modelo del Big Bang.

Las observaciones astronómicas ya que sugieren que la evolución del Universo comenzó con pequeñas estructuras que, al colapsar juntas, formaron galaxias y posteriormente cúmulos de galaxias.

En el Universo temprano, la materia ordinaria tendría una temperatura demasiado alta y demasiada presión liberada por el Big Bang para colapsar y formar pequeñas estructuras, como estrellas.

La materia oscura actuaría como un compactador de estructuras. De esto se deduce que la materia oscura es crucial para el modelo del Big Bang.

Se conoce un tipo de materia oscura: el neutrino.

Los neutrinos tienen una masa muy pequeña, no interactúan a través de fuerzas electromagnéticas o la fuerza nuclear fuerte y, por lo tanto, son muy difíciles de detectar.

Sin embargo, parece que los neutrinos ordinarios solo constituyen una pequeña parte de la materia oscura.

Misión Euclides
Representación artística de la nave espacial Euclid. Crédito: web “es.wikipedia.org/wiki/Euclid_(nave_espacial)”

La NASA anunció oficialmente su participación en la “misión Euclid de la ESA”, un telescopio espacial que se pondrá en órbita en 2022 y está diseñado para investigar la naturaleza misteriosa de la materia y la energía oscura.

La materia oscura es invisible, pero su atracción gravitacional está frenando la expansión del Universo.

La energía oscura, sin embargo, parece estar acelerándola.

Se postula que estos dos misteriosos componentes constituyen más del 95% de la masa y la energía total del Universo.

Pero lo que realmente son sigue siendo un misterio.