La Materia Oscura
Según un modelo cosmológico, solamente un 4% del contenido de energía y materia del Universo contiene materia normal o sea compuesta de núcleos atómicos y electrones; el resto parece estar constituido por algo más, 21% de materia oscura y 75% de energía oscura, ambas de naturaleza absolutamente desconocida.
La respuesta a este misterio cosmológico podría cambiar drásticamente nuestra perspectiva del Universo y los postulados básicos de la física fundamental.
Recién en la década de los años treinta, Fritz Zwicky pudo deducir, a partir de sus observaciones que en el cúmulo galáctico de Coma, cuya masa excede ampliamente a la de las estrellas que lo componen; la gravedad de la materia visible no era suficiente para mantener a las galaxias dentro del cúmulo.
Esta tesis recién recibiría apoyo treinta años después, a partir de los estudios realizados sobre la rotación de las galaxias espirales, que puso en evidencia la existencia de una materia adicional que no es visible ni que absorbe ración electromagnética y que solo se puede inferir por sus efectos gravitacionales.
Los científicos creen que esta materia oscura podría estar formada por partículas elementales que aún se desconocen.
Uno de los conceptos fundamentales de la teoría cuántica de campos es interpretar la energía oscura como la energía del vacío, pero el cálculo teórico de esa cantidad difiere de los valores observados.
La existencia de materia oscura en el cosmos también se deduce por el proceso de formación de estructuras en el universo.
En 1998, investigadores que estudiaban el brillo de las supernovas, descubrieron que el universo se expande rápidamente y que esa velocidad está aumentando, a pesar de la atracción gravitatoria que debería frenar esta expansión.
Einstein consideraba al Universo estático e introdujo el concepto de constante cosmológica.
Luego de las observaciones de George Lemaitre y de Edwin Hubble, con la confirmación de que el universo se expande, Einstein desestimó su concepto de constante cosmológica. Aunque si se le asigna una densidad finita de energía al vacío, dentro del contexto de la mecánica cuántica, las ecuaciones de Einstein pueden describir también una expansión acelerada.
En la teoría cuántica de campos, todos los campos, como por ejemplo, el electromagnético, poseen una energía distinta de cero. Por, la constante cosmológica se puede interpretar como la energía fundamental del espacio-tiempo.
El comportamiento del cúmulo Bala, es otra prueba contundente de la existencia de la materia oscura.
Estas conclusiones fueron confirmadas también por las variaciones de temperatura del fondo cósmico de microondas.
El modelo standard del universo, compuesto principalmente de materia y energía oscura, plantea nuevos interrogantes:
¿Cómo ocurrió la desigualdad entre materia y antimateria si bien las leyes de la física describen una completa simetría entre partículas y antipartículas?
¿Cuál es la naturaleza de la materia oscura?
Se arriesga la hipótesis de que serían partículas elementales desconocidas aún, o bien de algo más extraño.
¿Es la energía oscura la constante cosmológica que introdujo Einstein, que explicaría el equilibrio del Universo o algo que se fue desarrollando a lo largo de la expansión cósmica?
Una inflación fue el comienzo del universo, apenas una fracción de segundos antes de la gran explosión; pero de esto no tenemos pruebas.
Las leyes de la física han sido siempre las mismas en todo tiempo y lugar, y aunque sea un supuesto difícil de verificar, es lo que ha hecho posible la mayor parte de las predicciones comprobadas, como las leyes de la relatividad que han sido confirmadas en forma espectacular, aunque aún existan dudas sobre su validez a escalas muy grandes o muy pequeñas.
Por otra parte, es difícil creer que las constantes de la naturaleza cambien con el tiempo.
La energía oscura influye en la tasa de expansión del universo y sus efectos son contrarios a los de la gravedad, que tiende a frenar la expansión.
Desde el punto de vista filosófico, humildemente creo que la materia y la energía oscura pueden ser la argamasa invisible, inteligente y perfecta que mantiene ordenado y unido al cosmos.
Fuente: “Investigación y Ciencia”, Cuestiones fundamentales de cosmología, Meter Schneider, director y fundador del Instituto Argenlander de Astronomía de la Universidad de Bonn.
