Todos los misterios de la materia oscura

02 Feb 2016

materia oscura universo

Muchas veces sucede que el hombre se compromete en dar respuestas satisfactorias acerca de las cosas más difíciles de estudiar, ignorando que lo más complicado, en realidad, es dar respuestas a las preguntas o a los asuntos que consideramos superficiales.

Ni siquiera uno de nosotros, los seres humanos, sabe porque vive y habita este planeta que llamamos Tierra, y lo mismo pasa con los asuntos de la astronomía. Los científicos no siempre son capaces de dar respuestas a todas sus preguntas e intentan dar, en la mayoría de los casos, solamente su propia hipótesis.

De la misma manera, los astronomos siguen estudiando lo que definen materia oscura, (vedi articolo correlato), una entidad invisible pero que, según su experiencia, puede formar un cuarto del universo. La materia oscura fue objeto intenso de estudio desde 1974, después de las observaciones de la estudiosa estadounidense Vera Rubin, quien se dio cuenta que los astros que ruedan alrededor de los agujeros negros mantenían una velocidad constante a pesar de su respectivas distancias del centro.

Esto, normalmente, no occurre en los sistemas solares como el nuestro, en el que los planetas reducen su velocidad de manera proporcional a la distancia de su estrella. Sobre ellos influye, más bien, la gravedad de la órbita solar. Neptuno, por ejemplo, tarda 165 años en dar una vuelta al Sol.

Sin embargo, las estrellas que vio Rubin, se movían todas a la misma velocidad, lo que sorprendió a todos. Debería de haber más gravedad en aquella zona observada y se decidió profundizar el asunto. Quizá la causa esté en la presencia de materia oscura.

¿ Cómo se define la materia oscura ?

Su término mismo es una paradoja, ya que hablamos de materia, (algo que está presente), pero oscura (que no se ve). Tampoco los científicos saben exactamente explicar lo que es. Algunos dicen que se trata de material galáctico formado por polvo y gas de estrellas muertas y que se llama oscura sólo por el simple hecho de no brillar.

Una hipótesis más aceptada sostiene que la materia oscura está hecha de partículas como los quarks y los gluones que forman atómos más conocidos y con los que los astronomos se sientes familiarizados. Las pequeñas partículas que acabamos de mencionar se conocen como WIMP, que en nuestra lengua podría traducirse como partículas muy pequeñas que actúan entre si de forma muy débil. Esta definición no resulta perfecta, porque nos dice sobre todo cómo reaccionan las moléculas entre sí, pero ofrece pocas informaciones sobre su identidad.

El concepto de interacción débil nos informa que las partículas no forman parte de la materia ordinaria y son moléculas masivas sólo porque tienen masa pero no se dice nada acerca de sus dimensiones o tamaño. Por lo dicho anteriormente, la materia oscura está formada por partículas que presentan rasgos WIMP, que está por Weakly Interacting Massive Particles.

El estudio sobre esta fascinante temática fue profundizado por el trabajo del estudioso Carlos Frenk, de la Universidad de Durham, en el Reino Unido. Durante la década de los ’80, Frenk y su equipo de estudiosos anunciaron que la materia oscura tenía caractéristicas de WIMP y que además tenía que ser fría.

Su propuesta resultó complicada al principio, pero, en los últimos años Frenk elaboró algunos modelos computarizados de sus teorías. Lo único que necesitó fue tener gravedad y conocer unos principios básicos, excepto aceptar los rasgos WIMP y la frialdad de la materia oscura. Lo extraordinario de la simulación de Frenk y su equipo fue, partiendo de una simulación, crear el invisible y hacerlo visible, casi como para tocarlo.

El problema reside en que estamos hablando de algo que no se puede tocar plenamente, y por esta razón es fundamental hablar del Gran Colisionador de Hadrones (GCH). En éste, los protones son lanzados en un tubo muy ancho, (casi 30 kilómetros), y disparatos en direcciones opuestas a una velocidad muy elevada.

El Gran Colisionador de Hadrones para descubrir el misterio de la materia oscura

Los protones se tocan entre sí y quebrándose dan lugar a partículas llamadas blosones, quarks y otras moléculas. Éstas son partículas generalmente ligeras, pero puede ocurrir que en el tubo se produzcan otras más pesadas, registradas por los detectores del GCH.

El profesor Dave Charlton es el responsable de uno de estos detectores del colisionador y, junto a su equipo de estudio, intenta buscar estas partículas que son probablemente las que constituyen la materia oscura. En realidad, todo parece raro y extraño, porque es difícil pensar que la materia ordinaria de origen a otra materia que no se puede ver ni tocar, pero todo toma sentido otra vez si se habla del Big Bang.

Si existe la materia oscura, debemos pensar y creer que se produjo cuando todo tuvo origen, durante el Big Bang. Y como no podemos volver a vivir aquel momento mágico, lo único que se puede hacer es crear sus condiciones en el colisionador del GCH. Cuanto más rápida es la colisión entre los átomos, más estamos cerca de la temperatura natural del Big Bang. Esto permite pensar que es posible revivir el momento de la gran explosión sólo en condiciones posibles en el colisionador.

Una teoría científica sostiene que las partículas que produce esta materia son 17 y que están unidas con otras 17 moléculas. Se habla en este caso del concepto de “supersimetría”. Un teórico del Kings College en Londres, John Ellis, es un apasionado de este asunto y se expecta que algunas de estas moléculas supersimétricas aparezcan de un momento a otro. Creyó que aparecerían la primera vez en el colisionador GCH, pero no fue así.

Si no han aparecido hasta ahora, puede significar que estas moléculas resulten más pesadas que lo que se pensaba y puede que se necesite de más energía de la utilizada hasta ahora. Proximamente, la potencia de las colisiones en el GCH será doblada y en esto reside la esperanza de Ellis, para ver por fin las moléculas hasta ahora desconocidas.

Si esto ocurre, el misterio de la materia oscura se desvelerá a todo el mundo, junto con otras cuestiones relacionadas al estándar de física. Pero, si las partículas no aparecerán tampoco la próxima vez, los astronomos tendrán que seguir investigando, dando a los curiosos nuevas explicaciones lo más satisfactorias posibles.