¿Dónde está el resto del universo?

Los científicos que intentan crear un inventario detallado de toda la materia y energía del cosmos se enfrentan a un curioso problema – falta la inmensa mayoría.

“Yo lo llamo el lado oscuro del universo”, dijo Michael Turner, cosmólogo de la Universidad de Chicago, refiriéndose a los grandes misterios de la materia oscura y al energía oscura.

De hecho sólo el 4 por ciento de la materia y energía del universo ha sido hallada. El otro 96 por ciento permanece esquivo, pero los científicos están mirando en los límites más alejados del espacio y en las mayores profundidades de la Tierra para resolver estos dos oscuros misterios.

La materia perdida

La famosa ecuación de Einstein “E=mc2” describe la energía y la materia (o masa) como una misma cosa – los mapas del cosmos se refieren a la combinación de materia-energía como densidad de energía, para abreviar. El problema con la detección de la materia oscura, que se piensa que forma el 22 por ciento de la masa/energía del universo, es que la luz no interactúa con ella.

Pero sí muestra el tirón de la gravedad.

La evidencias iniciales para esta misteriosa materia se descubrieron hace 75 años cuando un astrofísico notó una anomalía en un enjambre de galaxias: El cúmulo galáctico tiene cientos de veces mayor tirón gravitatorio de lo que debería, con un peso mucho mayor de la masa de sus estrellas visibles.

“Podemos predecir los movimientos del sol y los planetas con bastante precisión, pero cuando medimos las cosas lejanas vemos anomalías”, dijo Scott Dodelson, astrofísico del Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi en Illinois. “La materia oscura es actualmente la mejor solución posible, incluso aunque nunca la hemos visto”.

Otra firma de la materia oscura es la lente gravitatoria, un efecto similar a cuando la luz pasa a través de una pieza de vidrio pulido. Los objetos masivos como el sol pueden doblar la luz, pero las colosales nubles de materia oscura puede crear “burbujas” en el cosmos que amplíen, distorsionen y dupliquen la luz de las galaxias o estrellas que están detrás de ellas.

Las lentes gravitatorias mostraron recientemente las pruebas de una masa invisible en el Cúmulo Bala así como en un anillo alrededor de un cúmulo de galaxias en colisión llamado ZwCl0024+1652.

La caza de partículas

A pesar de las difusas pruebas, aún falta que los investigadores encuentren trozos de materia oscura. “Hasta que no descubramos partículas de verdad no estaremos totalmente cómodos”, dijo Dodelson.

La física de partículas ha detectado neutrinos, que son partículas extremadamente ligeras que salen del Sol y apenas interactúan con la materia común, pero Turner dijo que constituyen una porción extremadamente pequeña de la materia oscura del universo.

“Arrestamos a otros miembros de la banda, pero no al jefe”, dijo Turner sobre los neutrinos. Cree que el jefe verdadero es un WIMP: una partícula masiva de interacción débil. Por desgracia, los WIMPs por ahora sólo son una teoría.

La idea es que los WIMPs son muy pesados, aunque como los neutrinos raramente interaccionan con la materia para producir alguna señal detectable. Pero la idea es que los WIMPS – como las partículas teóricas de los axiones o neutralinos – pueden chocar con la materia visible como esperan todos los científicos.

“Esta es una historia que podría terminar pronto”, dijo Turner, dado que la Búsqueda de Materia Oscura Criogénica en la mina de Soudan de Minnesota y otros experimentos que se realizan bajo tierra deberían ser lo bastante sensibles para detectar un WIMP.

La antigravedad

Tal vez el mayor misterio de todos sea el primo mayor de la materia oscura, la energía oscura.

La fuerza invisible se cree que es una “anti-gravedad” a gran escala, que repele los cúmulos galácticos y produce la inexplicable expansión acelerada de las galaxias en el universo. Turner Cree que la energía oscura es el mayor misterio de todos, dado que los físicos predicen que forma el 74 por ciento de la densidad de energía en el universo.

“Hasta ahora, el mejor logro con la energía oscura ha sido darle un nombre”, dijo Turner sobre esta esquiva fuerza. “Estamos en los inicios de este misterio”.

Turner describió la energía oscura como “una materia realmente extraña”, que se piensa que es una gravedad elástica y repulsiva que no puede romperse en partículas. “Sabemos lo que hace, pero no lo que es”, dijo Turner.

Mientras los astrofísicos miran en el espacio profundo para obtener más detalles sobre los efectos de la energía oscura, Turner apunta que los físicos teóricos se centran en explicar cómo trabaja la fuerza en realidad. Y en este punto, bromea, cualquier explicación física para la energía oscura sea posiblemente lo bastante buena para tenerla en cuenta.

“Estamos en esta primera etapa, en la escena del crimen de la existencia de energía oscura, por decirlo de algún modo”, dijo Turner. “Es un periodo altamente creativo, y ahora es el tiempo de las ideas”.


Autor: Dave Mosher
Fecha Original: 20 de agosto de 2007
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