MATERIA Y ENERGÍA OSCURA

Fijémonos en este gráfico de la NASA para el Universo:

Si echamos una cuenta rápida, resulta que solo el 5% del Universo es observable. ¿Qué ocurre con el otro 95%?... Se lo reparten entre la Materia Oscura y la Energía Oscura. Parece que lo que nosotros consideramos como "normal" es no tan común en el Universo... Solo es el 5%. ¿Qué es eso que llamamos Materia Oscura y Energía Oscura?...

La Materia Oscura es uno de los grandes retos a los que se enfrenta la Ciencia. En general, se denomina Materia Oscura a la hipotética materia presente en el Universo y que no emite suficiente radiación electromagnética para ser detectada con los medios técnicos actuales. Entonces, ¿cómo podemos saber que "está ahí"?... Como en muchos otros estudios científicos, la presencia de la Materia Oscura se deduce de una manera indirecta: medimos los efectos gravitatorios que causa en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias, y que sí podemos medir.

Sección de la imagen de Hype Suprime-Cam, con líneas de contorno que muestran la distribución de la materia oscura

En general, como hemos indicado, todas las investigaciones coinciden en que la Materia Oscura altera el espacio y la interacción gravitatoria. Así, podemos observar sus efectos al mirar cuerpos celestes lejanos, como galaxias y eventos de elevada energía, gracias a las Lentes Gravitacionales. Una Lente Gravitacional se forma cuando la luz procedente de objetos distantes y brillantes como, por ejemplo un quasar, se curva alrededor de un objeto masivo situado entre el objeto emisor de la radiación y el receptor de la misma. La Materia Oscura, por ejemplo, forma estas lentes gravitacionales que nos permiten ponerla de manifiesto. 

Lentes Gravitacionales fuertes (curvatura) observadas por el telescopio Hubble en Abell 1689 por la presencia de materia oscura

¿Y la Energía Oscura?... ¿qué es?... Energía Oscura es otro de los grandes retos. Parece ser que es la responsable de que el Universo entero se expanda cada vez más deprisa. La energía oscura causa la expansión del Universo pues ejerce una presión negativa. La presión positiva se produce cuando un cuerpo empuja la pared del recipiente que lo contiene (es el caso de los fluidos que conocemos formados por materia "normal"). La presión negativa tendrá el efecto contrario: una sustancia con presión negativa provoca una presión hacia el interior del recipiente que lo contiene. La Relatividad General establece que la presión negativa de un cuerpo contribuye a su atracción gravitatoria sobre otros objetos de igual forma que lo hace su masa. Aunque nadie sabe aún prácticamente nada sobre ella, lo cierto es que hay algunas ideas muy asentadas en la comunidad científica:

1. No interacciona con nada, con ninguna fuerza fundamental ni con la materia, excepto con la gravedad.
2. Está presente en todo el universo de una forma muy homogénea.

Partiendo de la idea de que en realidad no sabemos qué es la Energía Oscura hay dos grandes supuestos sobre su evolución en el Universo:

1. Si sigue acelerando el universo podría llegar un punto en el que la aceleración creciera de tal manera que sobrepasara la fuerza de atracción gravitatoria y cualquier otra fuerza fundamental. Eso provocaría la aniquilación de los átomos y la destrucción del universo en un gran desgarro o Big Rip (dentro de unos 20.000 millones de años).

2. Existe la posibilidad de que se disipe o, incluso, se vuelva atractiva. En tal caso, al final de la historia del universo se produciría una superconcentración, un Big Crunch, en el que materia, espacio, tiempo, energía, se condensarían, permitiendo que todo, absolutamente todo, volviera a comenzar.

Como el profesor de la Universidad de Granada, don Antonio Bueno, comentó una vez, si el 95% del Universo no se conoce, ahí hay mucho trabajo para los estudiantes de Ciencias Físicas...

Imágenes:

www.observatori.valencia.edu

www.esa.int