El astrofísico Konrad Kuijken pronostica que el enigma de la materia oscura se resolverá en esta década
“Nuestra falta de conocimiento es muy incómoda”, afirma Konrad Kuijken, director científico del Observatorio de Leiden, en Holanda. Se refiere a dos de los principales retos de la física y de la cosmología hoy en día: desvelar la naturaleza de la materia oscura y de la energía oscura. Pese a sus nombres de ciencia ficción, la materia y la energía oscuras son muy reales. Juntas constituyen el 95% de todo lo que hay en el universo, y simplemente no se sabe lo que son. De ahí la incomodidad de Kuijken, que ha explicado en la Fundación BBVA cómo los investigadores de este lado oscuro del universo dedican todo su ingenio a interpretar las pistas disponibles y a buscar otras nuevas.
14 diciembre, 2011
La mayor parte de la materia y la energía que hay en el universo es oscura: no emite radiación electromagnética [luz] de ninguna clase. La materia oscura rodea las galaxias, formando halos oscuros que contienen entre seis y diez veces más materia de la que podemos ver. La energía oscura es aún más misteriosa; sólo sabemos de ella que es la causa de que el universo se esté expandiendo cada vez más rápido, en lugar de estar decelerándose por efecto de la gravedad, como se esperaría.
“Espero que el problema de la materia oscura se resuelva en esta década; en cambio creo que la explicación de la energía oscura requiere avances teóricos extraordinarios, además de observaciones mejores. Estimar cuánto falta para eso… es pura especulación”, afirma Kuijken.
Materia oscura versus energía oscura
Que la expansión del universo se está acelerando por la presencia de energía oscura se sabe desde hace una década y es el hallazgo que ha sido reconocido este año con el premio Nobel de Física.
El misterio de la materia oscura es más antiguo. Ya en los años treinta del siglo pasado los astrónomos constataron, por observaciones del movimiento de las galaxias, que hay gran cantidad de materia que no se ve, pero que ejerce atracción gravitatoria. Es más, ahora se sabe que es precisamente esta materia oculta la que ha dirigido la formación de las galaxias y de las aglomeraciones de galaxias a lo largo de la evolución del universo.
Pero sigue sin saberse qué partícula elemental constituye la materia oscura. Los físicos han llegado a establecer diversos tipos de partículas candidatas, y varios experimentos han presentado recientemente resultados; su interpretación está no obstante en pleno debate, y aún no hay ninguna detección confirmada.
En el caso de la energía oscura la situación es más compleja. “La energía oscura realmente parece no encajar en absoluto con lo que sabemos. Podría ser una completa sorpresa, en el sentido de que su explicación podría muy bien ser algo que nadie ha pensado todavía”, señala Kuijken.
Las ‘lupas’ de Einstein
En esta situación, ¿cómo se ataca el problema desde la astrofísica? “Como astrónomo trato de caracterizar cada vez mejor las propiedades tanto de la materia como de la energía oscuras, a la vez que estudio cómo dieron lugar a la distribución a gran escala las galaxias que hoy observamos, y a las propias galaxias”, responde Kuijken.
Esto se logra con observaciones astronómicas orientadas a buscar, por ejemplo, la huella gravitatoria de las galaxias oscuras en el movimiento de sus galaxias vecinas. Las observaciones también pueden dar información sobre si la energía oscura ha existido desde siempre; sobre si es la misma en todas partes; o sobre cómo ha cambiado a lo largo de la historia del universo.
“Dado que la energía y la materia oscuras no parecen interaccionar con la luz ni con las partículas que conocemos, la mejor forma de estudiarlas es medir su gravedad”, explica Kuijken. “Una de las maneras más prometedoras de hacerlo es estudiar cómo se curvan los rayos de luz en los campos gravitatorios, tal como predijo Einstein”.
La investigación de la energía oscura también se beneficia esta estrategia. “La energía oscura afecta la velocidad a que se expande el universo, lo que a su vez influye en la rapidez con que crecen las grandes acumulaciones de materia”, explica Kuijken. “Las lentes gravitacionales nos permiten medir la masa de estas estructuras y estudiar su evolución en las distintas épocas del universo; eso nos da información sobre el ritmo al que éste se expande y, por tanto, sobre su contenido en energía oscura”.