?Es seguro que existe la materia oscura?

Hay evidencia de la existencia de la materia oscura desde hace bastante tiempo. La primera vez que tuvimos idea de que hab¨ªa algo m¨¢s que no ve¨ªamos fue en los a?os veinte y treinta del siglo pasado. Pero la prueba m¨¢s clara lleg¨® con los estudios de la astrof¨ªsica estadounidense Vera Rubin sobre los movimientos de las galaxias espirales, que son la base para que pensemos que s¨ª hay materia oscura. Para entender lo que significa el trabajo de Vera Rubin debes saber que conocemos la relaci¨®n entre la masa que contienen las galaxias y la luz que producen. Eso quiere decir que podemos calcular cu¨¢nta masa contiene una galaxia gracias a la luz que nos llega de ella. A la vez, tambi¨¦n podemos estimar la masa de una galaxia estudiando su velocidad de rotaci¨®n. Lo que observ¨® Vera Rubin es que los datos que obten¨ªa gracias a esa relaci¨®n, no cuadraban. Se necesitaba mucha m¨¢s masa que la visible para justificar la velocidad a la que giraban las galaxias. Esta se considera la evidencia m¨¢s cl¨¢sica de la existencia de materia oscura, pero hay muchas m¨¢s.

La siguiente m¨¢s importante quiz¨¢ sean las lentes gravitacionales. Gracias a la teor¨ªa de la relatividad general sabemos que una masa grande provoca que la luz que pasa cerca de ella se curve. Si hay una fuente intensa de luz, como puede ser un cu¨¢sar, a una cierta distancia y hay algo con masa en el medio, la luz que del cu¨¢sar nos llega con una cierta curvatura. En este caso la curvatura que nos llega tampoco se corresponde con la cantidad de masa visible que observamos sino con una masa mayor. Pero la cantidad de materia oscura que estimamos que existe gracias a lentes gravitacionales s¨ª es compatible con las medidas de los giros de las galaxias que observ¨® Rubin.

Otra se?al de materia oscura proviene de la distribuci¨®n de la radiaci¨®n de fondo de microondas del universo que igualmente podemos medir. Lo que ocurre con esta radiaci¨®n es que tiene una forma un poco rara, no es sim¨¦trica, sino que tiene una anisotrop¨ªa que no se corresponde con lo que podr¨ªamos esperar si toda la materia se comportara como la materia ordinaria. Si toda la materia del universo fuera como la que nos forma y desde el Big Bang todo hubiera funcionado como sabemos que la materia ordinaria se comporta, la radiaci¨®n de fondo de microondas no ser¨ªa como es. Pero si tenemos en cuenta la materia oscura dentro de ese modelo, entonces s¨ª es compatible con lo que vemos.

Las observaciones que obtenemos del universo no son posibles solo con la materia que conocemos

Es decir, las observaciones que obtenemos del universo no son posibles solo con la materia que conocemos. Por eso deducimos que debe haber algo m¨¢s, algo a lo que hemos llamado materia oscura. Aunque su nombre deber¨ªa ser materia transparente porque, al menos de momento, no podemos verla. Sabemos que est¨¢ ah¨ª y detectamos c¨®mo se comporta, pero no podemos verla ni describirla.

La realidad es que no tenemos ni idea de lo que es. Probablemente tiene masa porque lo que detectamos parece provocado por la presencia de masa. Casi toda la evidencia es gravitacional. Sabemos entonces que le afecta la gravedad y que no emite ni absorbe luz. Y, por ahora, no hemos visto materia oscura interactuando con ning¨²n tipo de materia normal. No sabemos si est¨¢ hecha de part¨ªculas o si lo que creemos que es materia oscura es la gravedad que se comporta de formas que no conocemos.

El a?o pasado precisamente se public¨® un art¨ªculo que propon¨ªa definir la materia oscura como una modificaci¨®n de la gravedad. Cuando sali¨® este art¨ªculo proponiendo que en realidad no hay materia oscura, sino que hay partes de la fuerza de la gravedad que no entendemos bien, primero hubo mucho entusiasmo, pero enseguida se publicaron respuestas se?alando cosas que los autores del art¨ªculo no ten¨ªan en cuenta. As¨ª que por ahora seguimos pensando que hay materia oscura.

Lo m¨¢s natural desde nuestro punto de vista es pensar que la materia oscura, al igual que la materia normal, est¨¢ formada por part¨ªculas

Lo m¨¢s natural desde nuestro punto de vista es pensar que la materia oscura, al igual que la materia normal, est¨¢ formada por part¨ªculas. As¨ª es como entendemos el universo: formado por part¨ªculas que interaccionan unas con otras. Si la materia oscura formara parte de un sector oscuro que existe en paralelo al nuestro, no hay ninguna raz¨®n para pensar que no pueda formar estructuras como las que forma la materia normal que vemos. Pero por ahora no tenemos forma de comprobar si eso es as¨ª o no porque la materia oscura, si interact¨²a con nosotros lo hace de forma muy d¨¦bil. Lo que s¨ª hay en marcha son muchos experimentos de diversos tipos para tratar de verla: observaci¨®n directa, indirecta y su estudio en colisiones de part¨ªculas. Precisamente esto ¨²ltimo es a lo que yo me dedico, a buscar un sector oscuro en colisiones que provocamos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) y estudiamos con el detector de part¨ªculas ATLAS. Por el momento no hemos tenido resultados positivos, pero el espacio en el que buscar es a¨²n ilimitado.

Rebeca Gonz¨¢lez Su¨¢rez es doctora en f¨ªsica de altas energ¨ªas e investigadora de la Universidad de Uppsala en Suecia.

Pregunta enviada v¨ªa email por Blanca Garc¨ªa

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