Hay
algunas evidencias experimentales indirectas de la existencia
de la materia oscura en el universo, aunque aún no se
sepa de qué está compuesta.
1.
Estudio de la radiación de fondo.
Recientemente
algunos astrónomos han encontrado la primera evidencia
verdaderamente significativa de que la materia oscura se extiende
por el universo.
R.
Scranton et al. (Universidad de Pittsburg, Pensilvania) han detectado
una huella de energía oscura en el resplandor después
del Big Bang, en la radiación denominada “radiación
de fondo” o “fondo cósmico de microondas” (cosmic
microwave background, CMB). El CMB es ligeramente más
caliente donde hay más galaxias y parece que la existencia
de la materia oscura en esa zona es la única explicación.
Los
astrofísicos postularon la existencia de la “materia
oscura” cuando el estudio de estrellas distantes que explotaban
(supernovas) revelaró que la expansión del universo
está perpetuamente ganando ritmo. Sin embargo, nadie sabe
qué es la materia oscura o de dónde viene.
El
descubrimiento de Scranton et al. da solidez a la idea de la
existencia de la materia oscura puesto que es completamente independiente
del estudio de las supernovas. Este descubrimiento muestra que
la materia oscura influye en las partículas de luz (fotones)
que la radiación de fondo CMB radia por todo el espacio.
Todos
los cuerpos que tienen masa se sienten atraídos entre
sí debido a la ley de la gravitación. Este es el
caso de que nosotros vivamos pegados a la superficie de la tierra
o de que nuestro sistema solar siga girando aún.
Lo
mismo ocurre cuando un fotón de la radiación de
fondo pasa volando por una concentración de masa, como
una galaxia. El fotón se siente atraído gravitacionalmente
por ella, cae en un pozo gravitacional (como una pelota cayendo
por una colina) y gana energía. Si el fotón quisiera
salir del pozo, de la galaxia, tendría que escalar el
pozo y perdería la misma cantidad de energía que
le dieron al entrar, de forma que si atravesara el pozo su energía
sería la misma que al comienzo.
Si,
en cambio, el fotón se encuentra con una concentración
de materia, por ejemplo una galaxia, pero que está rodeada
de materia oscura, como la materia oscura es gravitacionalmente
repulsiva, el pozo de potencial que atrae al fotón es
más superficial, de forma que lo atraviesa quedando finalmente
con una cantidad ligerísimamente mayor de energía
que la que tenía inicialmente.
Ésta
sería la razón por la que la radiación de
fondo es más caliente (de 3K) en los lugares del universo
donde hay más masa, o sea, donde hay más galaxias.
2.
Estudio de galaxias a través de lentes gravitacionales.
C.
S. Kochanek y N. Dalal han utilizado lentes gravitacionales para
echar un vistazo a lo que podría ser materia oscura agrupada
entorno a algunas galaxias distantes. Ellos comentan que: “No
hay prueba de que esté ahí, pero los resultados
están de acuerdo con lo que esperaríamos ver si
estuviera.”
Las
lentes gravitacionales actúan de la siguiente manera:
si una cosa muy masiva (como una galaxia) está posicionada
entre un telescopio terrestre y un objeto lejano en el universo
(como un cuásar), la gravedad de la galaxia intermedia
curva la luz (ondas de radio, visible, IR, etc.) a su alrededor
y forma una imagen aumentada del objeto lejano como haría
una lente convencional.
Las
agrupaciones de materia oscura entorno a la galaxia podrían
actuar como si fueran las imperfecciones en el vidrio de una
lente. La luz pasaría a través de estas agrupaciones
de materia oscura, pero su gravedad curvaría la luz en
diferentes longitudes de onda.
Los
científicos han estudiado siete galaxias, cada una aumentada
por las cuatro más próximas. Estas cuatro imágenes
de cada galaxia deberían ser iguales, dado que es la misma
galaxia, y sin embargo son diferentes. Estudiaron si la diferencia
entre las imágenes era suficiente para haber sido causada
por el tipo de agrupación de materia oscura y encontraron
que el modelo y las imágenes encajaban perfectamente.
Actualmente están trabajando para medir el tamaño
y la densidad de estas agrupaciones de materia oscura, con el
fin de contar el total de materia perdida en el universo.
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