Cualquiera de nosotros al menos una vez escuchó sobre la "materia oscura", pero no todos son capaces de explicar correctamente qué es. Quizás no sean necesarias estas explicaciones, porque las últimas investigaciones ponen en tela de juicio la existencia de la "materia oscura" como tal.
ANOMALÍA GALÁCTICA
La hipótesis de la "materia oscura" surgió en un intento por comprender la naturaleza de la anomalía observada por los astrónomos.
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En 1922, el holandés Jacobus Kaptein, estudiando el movimiento de las estrellas, llegó a la conclusión de que una parte significativa de la materia en la Galaxia es invisible; en su trabajo, probablemente, se utilizó por primera vez el término "Materia Oscura". Diez años después, la hipótesis fue apoyada por el radioastrónomo Jan Oort, pero se generalizó un año después, cuando el astrofísico suizo Fritz Zwicky calculó las velocidades radiales de ocho galaxias ubicadas en el borde del cúmulo de Coma (constelación de Coma), y comparó los datos obtenidos con datos similares, pero calculados con utilizando el brillo aparente del cúmulo. Descubrió que para mantener la estabilidad, la masa total del cúmulo debe ser cuatrocientas veces mayor que la masa de sus estrellas. Basándose en esto, Zwicky sugirió que hay un suministro significativo de materia en el cúmulo, que permanece invisible para nosotros.pero tiene el efecto gravitacional más fuerte en las galaxias. Zwicky cometió un error en los cálculos en un orden de magnitud, pero las mediciones más cuidadosas confirmaron: la masa del cúmulo de Coma, si se calcula de dos maneras diferentes, ¡no converge en el resultado de manera significativa!
Sin embargo, antes de hacer generalizaciones, se requería demostrar que tal efecto está generalizado en el espacio previsible. En 1939, el astrónomo estadounidense Hores Babok, al estudiar la galaxia más cercana M 31 (la Nebulosa de Andrómeda), encontró que la velocidad de rotación de las estrellas alrededor de su centro no disminuye, como predice la mecánica celeste, inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, sino que permanece casi constante. Esto significa que la galaxia en toda su longitud contiene una masa significativa de materia invisible. Babok, sin embargo, no asoció la anomalía con una "materia oscura" incomprensible, pero sugirió que en la parte exterior de M 31 están ocurriendo algunos procesos que cambian su dinámica.
OSCURO OSCURO
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Los astrónomos volvieron a la hipótesis de la "materia oscura" en la década de 1960, cuando aparecieron nuevos instrumentos precisos para estudiar el Universo. Y en 1975, Vera Rubin y Kent Ford hablaron en la conferencia de la American Astronomical Society, quienes dijeron que habían logrado obtener datos confiables que indicaban un desajuste significativo entre la teoría de la distribución de masa en las galaxias y la realidad observada. Los científicos utilizaron el espectrógrafo más moderno, que hizo posible determinar la velocidad de rotación de las ramas de las galaxias espirales incluso "cuando se ven desde el borde". Y encontraron que la gran mayoría de las estrellas en las galaxias se mueven en sus órbitas con la misma velocidad angular, lo que confirma la increíble suposición: la densidad de masa en las galaxias está distribuida uniformemente. Después de otros tres años, las observaciones se confirmaron de forma independiente.y en 1980 la comunidad astronómica finalmente reconoció la validez de las conclusiones. Al mismo tiempo, Rubin estableció que para que la teoría sea consistente con la práctica, las galaxias deben contener una cantidad de materia invisible seis veces mayor que la que podemos ver a través de los telescopios.
Al mismo tiempo, comenzaron a llegar otras pruebas. Primero, el estudio del movimiento en sistemas de galaxias dobles reveló la colosal influencia de la "materia oscura", violando claramente las leyes clásicas de la mecánica celeste. En segundo lugar, sin la presencia de "materia oscura", las galaxias elípticas perderían rápidamente su gas caliente, que no se observa. En tercer lugar, la "materia oscura" en sí misma dobla la luz, que se revela en el efecto de las lentes gravitacionales.
Hoy en día, se acepta generalmente que la proporción de "materia oscura" es el 84,5% de toda la materia contenida en el universo.
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BUSCANDO LO DESCONOCIDO
La idea de “materia oscura” resultó ser una demanda de los cosmólogos cuando no pudieron detectar la inhomogeneidad en la radiación relicta (fondo cósmico de microondas) predicha por la teoría del origen del Universo y explicar la aparición de estructuras galácticas a través de esta. La introducción de algunas partículas en el modelo, que casi no interactúan con la materia ordinaria, pero muy pesadas, permitió sortear la dificultad que había surgido. Sin embargo, a principios de la década de 1990, se reveló la falta de homogeneidad de la radiación relicta utilizando el observatorio orbital COBE. Parecía que la cuestión estaba cerrada, pero la "materia oscura" ya ha fascinado tanto a los científicos que no la abandonaron, sino que, por el contrario, empezaron a buscar un "portador" a nivel subatómico.
El problema es que la "materia oscura" no interactúa con la radiación electromagnética (incluida la luz visible), por lo que no puede detectarse con los métodos tradicionales. Peor aún, el estudio del movimiento de cuatrocientas estrellas ubicadas en un radio de 13.000 años luz del Sol no mostró ninguna influencia de "materia oscura", y los científicos tuvieron que concluir que es insignificante en nuestra región del espacio (unos 500 gramos en el volumen del globo), es decir, registrar una partícula de tal sustancia es increíblemente difícil, si no imposible. Los físicos intentaron resolver el problema de manera teórica, definiendo los parámetros de una sustancia hipotética basados en el Modelo Estándar de partículas elementales. Los neutrinos (pero son demasiado ligeros) y partículas hipotéticas como axiones, cosmones, gravitones, geijinos, debiluchos, fueron considerados candidatos.monopolos magnéticos, etc. La distribución observada de la "materia oscura" en el espacio también plantea preguntas: después de todo, si interactúa con la materia ordinaria a través de la gravedad, entonces debería ser atraída hacia los centros de las galaxias de la misma forma que la materia ordinaria, pero esto no sucede.
Está claro que las rarezas en el comportamiento de la "materia oscura" provocan la protesta instintiva de varios físicos, por lo que se niegan a reconocer su existencia, explicando las anomalías en la distribución de las masas galácticas de otras formas. Por ejemplo, la antes mencionada Vera Rubin cree que es más prudente refinar las teorías clásicas que introducir una clase fundamentalmente nueva de partículas subatómicas en el modelo. Es partidaria de Modified Newtonian Dynamics (MOND), propuesta por Mordechai Milgrom en 1983 y aún marginal.
Sin embargo, parece que las últimas investigaciones pronto obligarán al mundo científico a reconsiderar su actitud hacia la "materia oscura". Un grupo de físicos de la Universidad de Case Western Reserve (Cleveland, Ohio) publicó un artículo el 19 de septiembre de 2016, en el que analiza los resultados de las observaciones de 153 galaxias utilizando el telescopio infrarrojo Spitzer, y tanto galaxias espirales como la nuestra como galaxias de forma irregular cayeron en el campo de visión y galaxias gigantes y enanas. El estudio se llevó a cabo con el fin de aclarar el grado de influencia de la "materia oscura" en la rotación de las estrellas. Y de repente resultó que no había ninguna influencia, y las anomalías conocidas se explicaban perfectamente por la distribución de la materia normal.
Los autores del descubrimiento sugieren que sus resultados están fundamentalmente en desacuerdo con los anteriores, porque por primera vez, se utilizaron imágenes en el rango infrarrojo para estimar la masa de objetos astronómicos distantes, y no en luz visible. Muchos de estos objetos se ven muy débiles, lo que probablemente condujo a errores al calcular su masa real.
Si se confirman los datos, entonces el modelo cosmológico, que se basa en la hipótesis de la existencia de "materia oscura", puede rechazarse con seguridad e incluso sin recurrir a la revisión de la física clásica.
Anton Pervushin
