Investigación y ciencia

Sin la materia obscura no existirían las galaxias

Michel Olguin/Diana Rojas

El universo no es como pensábamos, hecho sólo de átomos, planetas, estrellas, nebulosas, galaxias y todo aquello que brilla, sino que hay mucho más, algo que los científicos han llamado materia oscura, explicó Vladimir Ávila Reese, investigador del Instituto de Astronomía.

La materia oscura ha jugado un papel muy importante para la formación y evolución de las galaxias en nuestro universo; sin este componente que produce gravedad, seguramente no existiría ni la Vía Láctea ni ninguna otra galaxia, y por ende, las estrellas, planetas, e incluso nosotros mismos.

Todo indica, añadió el entrevistado, que el 85 por ciento de la materia en el universo está formada por este componente misterioso que produce gravedad, pero no interactúa con la radiación electromagnética, y por ello, no brilla o absorbe radiación, no forma estrellas ni galaxias. Por este motivo, se le ha llamado materia oscura o también invisible.

Y así, surgió la cuestión actual para los científicos de hoy, ¿qué es la materia oscura? Hasta el momento, se han planteado diversas propuestas.

Una de ellas y de las más completas, menciona que se trata de partículas elementales, hasta ahora no descubiertas, que conforman enormes grumos capaces de producir gravedad y es esa gravedad la que la delata a escalas astronómicas.

En el seno de estos grumos se forman las galaxias visibles y así se mantienen cohesionadas. De esta manera se explica que, a pesar de girar a grandes velocidades, no se desbaratan por la fuerza centrípeta.

Por la misma razón es que se mantienen cohesionados los cúmulos de galaxias que en realidad deberían estar en un proceso de expansión si no fuese por la acción gravitacional de la materia oscura.

La materia oscura permite entonces explicar cómo es que están en equilibrio las galaxias y sus sistemas pero también, enfatizó el académico universitario, es un catalizador para la formación de las mismas.

En el universo temprano, las perturbaciones de materia ordinaria se borran por la enorme presión de la radiación caliente y no habrían semillas para formar galaxias.

La materia oscura, al no interactuar con la radiación electromagnética, no sufre este proceso y las perturbaciones hechas de materia oscura sobreviven para luego formar los grumos autogravitantes que capturan el gas de materia ordinaria, mismo que cae al centro de los grumos para formar así las galaxias y estrellas.

En la historia
El concepto de materia oscura se ha acuñado durante décadas, tanto en observaciones como en propuestas teóricas. Al día de hoy sabemos que aproximadamente sólo el cinco por ciento del universo es materia ordinaria, 25 por ciento es materia oscura y el restante 70 por ciento es un medio repulsivo llamado energía oscura y del cual poco sabemos.

Las primeras evidencias de la materia oscura datan de los años 30, cuando el astrónomo Fritz Zwicky estudió el movimiento de las galaxias en un cúmulo de galaxias y se dio cuenta que se mueven agitadamente a grandes velocidades; la gravedad que producen las galaxias y el gas en el cúmulo no alcanza de por mucho para explicar cómo es que está en equilibrio el cúmulo; debería de estar expandiéndose.

Y no es así, por lo que Zwicky propuso que ahí había mucha más materia que producía la gravedad faltante pero que no emite radiación, materia oscura.

En las siguientes décadas los astrónomos hicieron más y más observaciones de los movimientos de los objetos que brillan, como estrellas y galaxias, y confirmaron que siempre era necesario invocar una fuente invisible de gravedad necesaria para mantener confinados a los objetos.

Igualmente, con el fenómeno de lente gravitatoria de Einstein, se encontró que hay mucha más materia alrededor de las galaxias y cúmulos que la que se ve en los telescopios.

Pero podría ser también que en vez de requerir de una componente gravitacional extra, es la ley universal de la gravedad y la teoría de la relatividad general las que varían a las escalas de galaxias. Es una posibilidad que también se explora, pero no resuelve todos los problemas de la materia oscura.

Definitivamente, el problema de la materia oscura es uno de los retos más importantes de la física, astrofísica y cosmología modernas. “Creo que en la actualidad vivimos la antesala de una revolución científica y el día que entendamos por completo a la materia oscura, así como la energía oscura, nos parecerá seguro trivial y quizás podamos sacarle provecho”, concluyó Ávila Reese.

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