Las galaxias, la materia oscura y las nuevas preguntas del cosmos   Leave a comment

 

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Por Daniel Mecca

Una extraordinaria observación ha multiplicado, paradójicamente, los enigmas del cosmos: por primera vez han hallado una galaxia sin materia oscura. Se trata de una enorme galaxia llamada NGC1052-DF2. Tiene el tamaño de la Vía Láctea, nuestra galaxia. Está a unos 65 millones de años luz de la tierra.

Para generar una aproximación al fenómeno -no se puede hablar de precisiones ante estructuras aún tan enigmáticas- primero hay que distinguir qué se entiende por materia oscura, la energía oscura y la materia ordinaria.

La materia ordinaria es todo que observamos de manera directa, lo que vemos que brilla en el universo. Representa un 5% del cosmos.

La materia oscura -que se postuló en 1930- es uno de los principales componentes del universo. Se estima que un 25% de la cantidad de materia del universo es materia oscura. Sólo se puede detectar por sus efectos gravitacionales sobre otros objetos del universo. Esa materia sólo interactúa de manera gravitatoria, pero no emite luz como sí lo hace la materia ordinaria.

Pongamos como ejemplo las galaxias. La velocidad en la que giran las galaxias sobre su propio eje no es posible de ser explicada sólo por su materia observable, por lo que se presume que es la materia oscura la que otorga esa masa adicional para que las galaxias roten. En definitiva, sin materia oscura los cúmulos de galaxias y las galaxias mismas se desarmarían.

Pieter van Dokkum, de la Universidad de Yale -el principal autor del estudio publicado en la revista Nature- explicó que en el caso de esta galaxia descubierta, si tuviese una cantidad normal de materia oscura su velocidad sería de 108.000 kilómetros por hora, pero los cúmulos se desplazaban a 28.000 km/h, una velocidad correspondiente a la ausencia total de materia oscura.

La Vía Láctea —por caso— tiene que estar en movimiento de rotación para tener forma de espiral, ya que de otra manera sería esférica por la unión de todas las partículas por la gravedad. Mientras que las galaxias rotan sobre su propia eje -en su fuga a través del espacio- todas las estrellas dentro de la galaxia rotan alrededor de su centro. Todo el universo está en movimiento en forma constante.

La energía oscura -explicó el astrónomo y especialista Andrés Nicolás Ruiz- es la responsable de una expansión acelerada del universo. Es un tipo de energía que llena el universo y lo hace expandirse de manera cada vez más rápida: “Mientras más grande es el universo, más lleno de energía oscura está. Y mientras más energía halla, más rápida será la expansión” (Clarín, 2/04).

Primer dato: hasta el momento se pensaba que todas las galaxias tenían materia oscura, por lo que esta observación desafía las teorías habituales sobre la formación de las galaxias. Segundo dato: Tanto la materia oscura como la energía oscura han sido postuladas para explicar observaciones, pero no han sido detectadas de manera directa o en laboratorio.

Tercer dato: El modelo actual para entender la materia oscura responde al modelo de la relatividad general de Albert Einstein, de 1916, que engloba a la gravitación newtoniana: la gravedad como una deformación del tejido del espacio-tiempo, producida por cualquier combinación de materia y energía.

Los astrónomos son cautelosos. La observación de esta nueva galaxia primero debe verificarse en otras galaxias para entender ante qué tipo de fenómeno se está y si es una excepción y qué representaría esa excepción. Pero de encontrarse otros casos de galaxias sin materia oscura podría dar vuelta la manera de pensar las galaxias, la materia oscura y el modelo de gravedad en grandes objetos del cosmos.

Una de las hipótesis es que esta ausencia de materia oscura puede ayudar a probar la existencia, precisamente, de la materia oscura. Pero de verificarse la observación, también podría poner en duda si realmente la materia oscura es cómo se la está pensando hasta ahora e incluso la revisión de la relatividad general para explicar cómo funciona la gravitación en escalas grandes del universo, lo que llevaría a un replanteo de las teorías en busca de modelos superadores para abordar estos fenómenos.

Hace 14 mil millones de años, durante los primeros minutos después del Big Bang, la fusión nuclear produjo un núcleo de helio por cada diez de hidrógeno. Según explicó el astrónomo Neil Degrasse Tyson -presentador de la nueva versión de la serie Cosmos- si la materia oscura hubiera participado de la fusión nuclear habría mucho más helio en relación con el hidrógeno. De esto se razona que la materia oscura y la fusión nuclear no se mezclan, a diferencia de lo que sucede con la materia ordinaria.

Sin embargo, la materia oscura ejerce gravedad, aparentemente, con las mismas reglas que la materia ordinaria. Degrasse Tyson se pregunta entonces: si toda la masa tiene gravedad, ¿toda la gravedad tiene masa?. Y, aún más, ¿se trataría de una gravedad ordinaria de la materia ordinaria de un universo fantasma? Estaríamos hablando ya no solo de un universo sino un multiversos, infinitos universos con leyes propias.

La imaginación se dispara. También las preguntas. Y eso es lo maravilloso.

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Publicado abril 10, 2018 por danielmecca en Notas en la prensa

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