¿Qué es la materia y la energía oscura? 

 La materia, como la conocemos; átomos, estrellas y galaxias, planetas y árboles, rocas y nosotros. Toda ésta materia, es menos del 5 % del universo conocido. Cerca del 25 % es materia oscura; y 70% es energía oscura. Ambas son invisibles. Esto puede resultar extraño, porque sugiere que todo lo que experimentamos es sólo una pequeña fracción de la realidad. Pero aún falta más, porque nosotros no tenemos ni idea que son la materia y la energía oscura, o cómo funcionan. Aunque estamos seguros que ambas existen. Entonces, ¿Qué es lo que sabemos?

   La materia oscura es algo que hace posible la existencia de las galaxias. Cuando calculamos la forma en la que está estructurado el universo, rápidamente nos damos cuenta que existe suficiente “materia normal” para dicha estructuración. La gravedad de la materia visible no es lo suficientemente fuerte para formar galaxias y demás estructuras complejas.

Las estrellas estarían esparcidas por todo el espacio, y no formarían galaxias; por lo que entendemos que hay “algo más” entre ellas y alrededor de ellas. Ese algo no emite o refleja la luz. Algo oscuro…pero en lugar de ser capaces de calcular la existencia de la materia oscura, la podemos ver (por decirlo de alguna manera). Los lugares con alta concentración de materia oscura distorcionan la luz que pasa cerca de ellos. Por lo que sabemos que hay algo allí que interactúa con la gravedad. En la actualidad, tenemos más ideas de lo que no es la materia oscura; de lo que es. Sabemos que la materia oscura no es un grupo de nubes de materia normal, pero sin estrellas; porque emitiría partículas que nosotros podríamos detectar.

La materia oscura no es antimateria, porque la antimateria produce unos rayos gama únicos cuando reacciona/interacciona con la materia normal. La materia oscura tampoco está hecha de agujeros negros, que son objetos extremadamente compactos y que afectan violentamente todo lo que les rodea. Mientras que la materia oscura está esparcida por todo el espacio. Básicamente, estamos seguros de sólo 3 cosas:

1.    Algo está allí afuera (en nuestro universo).

2.    Interactúa con la gravedad.

3.    Hay muchísimo de ese “algo”.

Probablemente la material oscura este hecha de alguna complicada particular exotica, que no interactúa con la luz y la material (normal), de la forma en que nosotros esperamos que lo haga; en la actualidad, simplemente, no lo sabemos. Por otro lado, la energía oscura es incluso más extraña y misteriosa. No la podemos detectar, no la podemos medir, y no la podemos probar.

                                       Distorsiones Gravitacionales intensas

                                       observadas por el Telescopio Espacial

                                       Hubble, en Abell 1689. Indica la presencia de 

                                       materia oscura.

Pero podemos observar sus efectos claramente. En 1929, Edwin Hubble observó cómo la longitud de onda de la luz emitida por galaxias distantes, cambiaba hacia el extremo rojo del espectro electromagnético, al viajar a través del espacio. Encontró, además, que las galaxias más distantes, más tenues mostraban un mayor grado de “desplazamiento al rojo” (del espectro electromagnético); mientras que las galaxias más cercanas, no tanto. Hubble determine que esto se producía porque el universo se está expandiendo. El llamado desplazamiento al rojo (corrimiento al rojo, en otra literatura en español) ocurre debido a que la longitud de onda de la luz se está estirando mientras el universo se expande.

   Descubrimientos más recientes han demostrado, que la expansión del universo se está acelerando. Antes de estos descubrimientos, se pensaba que la fuerza de gravedad podría desacelerar la expansión o incluso revertirla (colapsando todo en algún momento). El espacio no cambia sus propiedades al expandirse, simplemente, hay más espacio. Se está creando nuevo espacio en todos lados, pero las galaxias forman cúmulos apretados (materia que se mantiene muy unida por la fuerza de gravedad), por lo que no experimentamos esta expansión en nuestras vidas cotidianas.

   Pero lo observamos en todas partes alrededor de nosotros. En donde haya espacio vacío en el universo, más espacio se forma a cada segundo. Por tanto, la energía oscura, parece ser alguna clase de energía intrínseca al espacio vacío. Esta energía oscura que es más fuerte que cualquier cosa que conocemos y que se hace cada vez más fuerte a medida que pasa el tiempo. El espacio vacío tiene más energía que todo lo demás en el universo. Tenemos varias ideas de lo que podría ser energía oscura. Una de las teorías es, que la energía oscura no es una cosa, sino una propiedad o característica del espacio. El espacio vacío no es “la nada”, tiene su propia energía. Puede generar más espacio y es muy activa. Por lo tanto, mientras el universo se expande, podría ser que aparezca más y más espacio, para llenar los huecos de la expansión, y todo esto lleva a que el universo se expanda más rápidamente. Esta teoría es cercana a una idea que Einstein postuló en 1917, como el concepto de una “constante cosmológica”, una fuerza que contrarresta la fuerza de la gravedad. El único problema es que cuando se intenta calcular la cantidad de ésta energía, el resultado fue incorrecto (y hasta extraño), lo que solamente agregó más confusión al asunto.

                                      Impresión artística que muestra la posible

                                      distribución de la materia oscura en la Vía

                                      Láctea (halo azul que rodea la galaxia).

                                       Cortesía ESO.org

                                      

Otra teoría es, que el espacio vacío está realmente lleno de partículas virtuales-temporales que espontáneamente y continuamente se forman de la nada y luego desaparecen, en la nada (otra vez). La energía que forma estas partículas podría ser la energía oscura. O tal vez, la energía oscura es una especie de energía, fluido o campo, dinámica y que permea o penetra a todo el universo, pero que de alguna manera tiene el efecto opuesto, que la energía y la materia normal.

  De ser así, no sabemos cómo y dónde detectarla. Por lo tanto, existen más preguntas que respuestas en este tema. Nuestras teorías acerca de la materia y la energía oscura; son solamente eso, teorías. Por un lado, nos resulta un poco frustrante; pero por otro lado, esta frontera de la ciencia es muy excitante. Nos demuestra que no importa lo importante que creamos que somos (como especie), porque somos básicamente primates con celulares inteligentes, sobre una frágil isla en el espacio, observando al cielo y especulando sobre cómo funciona nuestro universo. Que queda muchísimo por aprender y eso es, impresionante.