Un estudio pone 'patas arriba' la teoría actual sobre la materia oscura: falta un misterioso 'ingrediente' en la ecuación

  • "Hay algo en el universo que  no captamos en los modelos teóricos", dicen los autores en la revista Science.
Galaxias
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ICRAR - Archivo

¿Por qué se mueven las galaxias? ¿Por qué se desplazan, se acercan, se alejan y qué las empuja en una dirección u otra? ¿Qué las mantiene unidas? Los científicos llevan tiempo intentado describir ese motor de movimiento cósmico y apuntan a la 'materia oscura' como ese pegamento primigenio. 

El teorema de su existencia fue formulado por primera vez por el suizo Fritz Zwicky en 1933, pero la NASA solo pudo refrendarlo con pruebas en 2006, casi 80 años después. El astrofísico europeo trazó las primeras pinceladas: una materia invisible que ocuparía el 27% del espacio del universo explica la conjunción y movimiento de las galaxias. La teoría ha ido evolucionando en el tiempo, pero ahora las observaciones del telescopio Hubble han puesto en solfa lo que conocíamos del comportamiento de la materia oscura: a ese teorema le falta un ingrediente para tener sentido.

El ingrediente misterioso detrás de la teoría de la materia oscura
El ingrediente misterioso detrás de la teoría de la materia oscura
NASA

Así lo asegura un equipo de astronómos en un estudio publicado este viernes en la revista Science, que observa una discrepancia entre las observaciones y los modelos teóricos previos sobre cómo debería distribuirse la materia oscura entre los grupos de galaxias. Han encontrado un detalle inesperado: concentraciones densas de materia oscura que se curvan y magnifican la luz con más fuerza de lo que se habría esperado. Diez veces más, en concreto.

¿Por qué choca este descubrimiento? Para entenderlo, hay que recordar que la materia oscura no absorbe ni refleja la luz y que si sabemos que existe es por la fuerza gravitacional que ejerce sobre la materia visible en el universo. Es como una huella que encuentras en la playa: sabes que existe un animal que ha dejado una pisada... a pesar de que no le hayamos visto personalmente posar su pata.

Esa huella es lo que los científicos llaman "lente gravitacional" y la miden por la distorsión que la gravedad de esa materia oscura genera en el espacio. Cuanto más grande es la densidad de materia oscura en un espacio, más fuerte es la distorsión que produce la luz en los objetos que allí se encuentran. Y esa medición es la que, ahora, no coincide con lo que se esperaba en los datos que han aportado los datos del Hubble y del observatorio europeo VLT de Chile.

"Los cúmulos (clusters) de galaxias son el laboratorio ideal para reproducir la interacción entre la materia luminosa y la materia oscura", explica Massimo Meneghetti, el astrofísico italiano de Bolonia que ha liderado el estudio. Estos clusters de galaxias contienen los 'almacenes' de materia oscura más grandes del universo. "Después de haber examinado minuciosamente los datos y compararlos con las simulaciones, vemos que hay una discrepancia persistente ... y uno de los orígenes de esta discrepancia es que pueda faltar un aspecto físico clave en la simulación". O lo que es lo mismo, al teorema que explica la materia oscura le falta un ingrediente.

"Hay algo en el universo que simplemente no captamos en los modelos teóricos"

"Hay algo en el universo que simplemente no estamos captando en nuestros modelos teóricos", añade por su parte Priyamvada Natarajan, científico de la Universidad de Yale que también ha participado en el proyecto. "Podría ser un aspecto desconocido en nuestro conocimiento sobre la naturaleza de la materia oscura y sus propiedades; nuestros datos son impecables y nos han permitido captar la materia oscura incluso en las escales de observación más pequeñas".

Los efectos de la ente gravitacional en las galaxias estudiadas
Los efectos de la ente gravitacional en las galaxias estudiadas
NASA

Los tres cúmulos sobre los que el Hubble ha posado su lente tienen nombre y apellidos: MACS J1206.2-0847, MACS J0416.1-2403 y Abell S1063. De allí se han extraído datos e imágenes de las galaxias contenidas para conocer la distorsión que produce sobre ellas la materia oscura. Y de ahí ha surgido la intriga que sorprende ahora a los científicos. "Esto solo es explicable por un problema con las simulaciones... o una asunción incorrecta sobre las propiedades de la materia oscura".

"Solo es explicable por un problema con las simulaciones... o una asunción incorrecta sobre las propiedades de la materia oscura"

La formulación correcta de una modelo para la materia oscura no es baladí. Cuando miramos al cielo solo vemos los objetos que reflejan la luz, como los planetas, las estrellas, las galaxias, el polvo cósmico y las nebulosas. Pero esos objetos no se mantienen fijos, se expanden desde que se produjese el Big Bang hace 14.000 millones de años. Si la materia oscura es el pegamento invisible que explica la expansión del universo y el caminar de las galaxias, logar describir con exactitud el modelo de su comportamiento podría avanzar también el futuro del universo y si podría llevar a una contracción (el Big Crunch) que revertiría la creación del universo comprimiendo la materia y el tiempo. Un colapso final.

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