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1 de Julio de 2019
Astropartículas

¿Sopla el viento de materia oscura en el Pirineo aragonés?

El experimento ANAIS, en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc, en Huesca, promete poner fin a una larga controversia relativa a la búsqueda de materia oscura.

El cúmulo de galaxias MACS J0717.5+3745, en una imagen compuesta por varias fotografías del telescopio espacial Hubble. En color azul se muestra la distribución de materia oscura, la cual ha sido inferida a partir de la distorsión gravitatoria que esta misteriosa forma de materia induce en la luz. [NASA/ESA/Harald Ebeling, UNIVERSIDAD DE HAWÁI EN MANOA/Jean-Paul Kneib, LABORATORIO DE ASTROFÍSICA DE MARSELLA]

Hace ahora cien años, Sir Arthur Stanley Eddington dirigió la famosa expedición que estudió el eclipse de sol de 1919 y que proporcionó una de las primeras confirmaciones de la teoría de la relatividad general de Einstein. Al científico inglés se le atribuye una sugerente frase que podría resumir sus largos años de observación y estudio del universo: «No solo es el universo más extraño de lo que imaginamos; es más extraño de lo que podemos imaginar».

A pesar de los vertiginosos avances que desde entonces ha experimentado nuestra comprensión del cosmos, dicha máxima sigue vigente en pleno siglo xxi. A la par que se desarrollaba el modelo cosmológico imperante en la actualidad, puesto a prueba a lo largo de miles de millones de años luz, han ido apareciendo nuevas incógnitas. Hoy, todas las observaciones del universo (obtenidas mediante técnicas muy variadas y correspondientes a distancias y fases de su evolución muy distintas) confluyen en un resultado sorprendente: el 95 por ciento de la materia y la energía del cosmos se compone de dos ingredientes que son totalmente invisibles a nuestros métodos de observación tradicionales.

Conocidos respectivamente como «energía oscura» y «materia oscura», sabemos que existen por indicios indirectos: los efectos gravitatorios que generan a escala tanto galáctica como cósmica. Sin embargo, desconocemos por completo su naturaleza; para ninguna de estas dos componentes disponemos hoy por hoy de una explicación que no sea hipotética. A pesar de ello, el modelo cosmológico estándar da cuenta de todas las observaciones con una precisión sin precedentes. Ningún otro marco teórico propuesto hasta la fecha muestra una situación similar.

Los resultados más recientes indican que aproximadamente el 68 por ciento de la energía del universo se encuentra en forma de energía oscura, la cual está acelerando la expansión cósmica. La materia oscura representa el 27 por ciento y ha desempeñado un papel fundamental en los procesos de agregación gravitatoria que han formado las estructuras que observamos en el universo actual: las galaxias y los cúmulos de galaxias. Desentrañar su naturaleza supondría un verdadero hito en astrofísica, cosmología y física de partículas.

La hipótesis más ampliamente aceptada sobre la materia oscura postula que esta se compone de partículas elementales diferentes de las que ya conocemos. Estas hipotéticas partículas deben ser masivas, lo que explicaría sus interacciones gravitatorias, pero interaccionarían muy debilmente mediante otros mecanismos, lo que explicaría por qué no podemos verlas. Tales partículas estarían distribuidas en halos en torno a las galaxias, en particular en la Vía Láctea, y atravesarían constantemente la Tierra. Y si tienen algún tipo de interacción (aparte de la gravitatoria) con la materia normal, deberían poder detectarse con un montaje experimental adecuado.

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