Hasta la fecha, los científicos no han podido probar de manera inequívoca la existencia de "materia oscura", que supuestamente consiste en la mayor parte de nuestro universo.
La "materia oscura" que rodea a las galaxias en todo el universo es invisible porque no refleja la luz. Su presencia solo puede notarse por el efecto gravitacional que tiene sobre planetas y estrellas.
A pesar de un experimento de 2.000 millones de dólares llevado a cabo en la Estación Espacial Internacional y que muestra signos de la existencia de "materia oscura", nunca se ha observado directamente.
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Agujeros en el cielo
El primer indicio de que algo andaba mal al calcular la masa del Universo apareció a mediados de los años 30 del siglo XX. El astrónomo suizo Fritz Zwicky midió la velocidad a la que las galaxias del Cúmulo de Coma (y este es uno de los cúmulos más grandes que conocemos, incluye miles de galaxias) orbitando un centro común.
El resultado fue desalentador: las velocidades de las galaxias resultaron ser mucho más altas de lo que cabría esperar según la masa total observada del cúmulo. Esto significó que la verdadera masa del Cúmulo de Coma era mucho mayor que la masa visible. Pero la principal cantidad de materia presente en esta área del Universo, por alguna razón, permanece invisible e inaccesible para la observación directa, manifestándose solo gravitacionalmente, es decir, solo como masa.
40 años después del trabajo de Zwicky, en los 70, la astrónoma estadounidense Vera Rubin estudió la velocidad de rotación alrededor del centro galáctico de la materia ubicado en la periferia de las galaxias. Las mediciones han demostrado que para muchas galaxias esta velocidad permanece casi constante a una distancia muy significativa del centro.
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Estos resultados se pueden interpretar de una sola manera: la densidad de materia en tales galaxias no disminuye cuando se mueve desde el centro, pero permanece casi sin cambios. Dado que la densidad de la materia visible (contenida en las estrellas y el gas interestelar) cae rápidamente hacia la periferia de la galaxia, la densidad que falta debe ser proporcionada por algo que, por alguna razón, no podemos ver.
Paradoja galáctica
Para una explicación cuantitativa de las dependencias observadas de la velocidad de rotación de la distancia al centro de las galaxias, se requiere que este "algo" invisible sea aproximadamente 10 veces mayor que la materia visible habitual. Este "algo" se llamó "materia oscura" y sigue siendo el misterio más intrigante de la astrofísica.
Otra evidencia importante de la presencia de "materia oscura" en nuestro mundo proviene de cálculos que simulan la formación de galaxias, que comenzó unos 300 mil años después del inicio del Big Bang. La materia simplemente no debería haberse acumulado en las galaxias, lo que, sin embargo, observamos en la era moderna. Este problema se denominó paradoja galáctica y durante mucho tiempo se consideró un argumento serio contra la teoría del Big Bang.
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Sin embargo, si asumimos que las partículas de materia ordinaria en el Universo temprano se mezclaron con partículas de "materia oscura" invisible, entonces en los cálculos todo encaja.
Resulta que lo familiar y aparentemente estudiado hasta los detalles del mundo visible, que recientemente consideramos casi entendido, es solo una pequeña adición a algo en lo que en realidad consiste el Universo.
Mundo espejo
En 1995, el Telescopio Hubble notó que una de las estrellas de la Gran Nube de Magallanes brillaba más. Este resplandor duró más de tres meses, pero luego la estrella volvió a su estado natural. Y seis años después, un objeto apenas luminoso apareció junto a la estrella. Era una enana fría que, pasando a 600 años luz de la estrella, creó una lente gravitacional que amplifica la luz. Los cálculos han demostrado que la masa de esta enana es solo el 5-10% de la masa del Sol.
Finalmente, la teoría general de la relatividad vincula de manera inequívoca la tasa de expansión del Universo con la densidad promedio de la materia contenida en él. Si en realidad la densidad del Universo es exactamente igual a la crítica, esto no puede ser una coincidencia accidental, sino una consecuencia de alguna propiedad fundamental de nuestro mundo que aún no se ha entendido y comprendido.
Sin embargo, la nueva teoría establece que la "materia oscura" puede contener un "mundo espejo" que puede cambiar nuestra comprensión del universo.
El Telescopio Planck recopiló datos sobre los tiempos que siguieron al Big Bang hace 13,8 mil millones de años, lo que muestra que alguna materia misteriosa constituye el 26,8 por ciento de la materia del universo, más de lo que se pensaba anteriormente.
La materia ordinaria: galaxias y planetas, que podemos observar directamente, es solo alrededor del 4.9 por ciento. Y todo lo demás es aún más misteriosa "energía oscura", que, según los científicos, es responsable de la expansión del Universo.
Un nuevo fenomeno
Este año, un equipo internacional de investigadores anunció que un detector de rayos cósmicos a bordo de la ISS ha detectado la primera señal de la existencia de "materia oscura".
Estos resultados llegaron cuando el Espectrómetro Magnético Alfa (AMS), lanzado al espacio hace dos años, descubrió signos de un nuevo fenómeno físico que podría ser materia extraña y desconocida hasta la fecha.
Las conclusiones de los científicos se basan en el exceso observado de positrones, partículas subatómicas cargadas positivamente. El estallido de positrones detectado podría crearse muriendo "materia oscura", una sustancia tan fundamental para nuestro universo que determina la disposición de las estrellas y los planetas.
La solución definitiva al misterio de la aparición de la materia misteriosa puede abrirnos áreas de estudio completamente nuevas, incluida la posibilidad de la existencia de múltiples universos y otras dimensiones.
