Artículo de Química

Las matemáticas de la materia oscura

Las ecuaciones de la estabilidad de las galaxias o por qué el cielo no cae sobre nuestras cabezas
En la investigación del universo es una necesidad disponerde modelos matemáticos eficaces para contrastar las hipótesis y las observaciones, a la vez que favorece la generación de avances centrales en matemáticas. La fantástica relación entre modelización yrealidad en este campo ha atraído históricamente no sólo a Newton, sino también a Tales, Pitágoras, Aristarco, Copérnico, Galileo, Kepler, Huyghens, Euler, Lagrange, Laplace, Vlasov, Maxwell,Boltzmann y Einstein.
Uno de los problemas cruciales en este ámbito y que constituye la motivación de este artículo es el de la estabilidad de las galaxias. Las interacciones complejas gravitacionales entrelas partículas de materia visible y no visible hacen difícil imaginar una galaxia en equilibrio o, como dirían Asterix y Obelix, "¿se nos caerá el cielo sobre nuestras cabezas?".
La materia novisible

¿Qué es eso de la materia no visible? En los movimientos de las galaxias, supuesto que únicamente existiese materia visible, se ha observado que la energía cinética total es mucho mayor que laesperada; en particular el gas intergaláctico alejado del centro de las galaxias tiene velocidades mucho mayores que las que podría esperarse de la masa visible. En consecuencia, la dinámica de lagalaxia no se puede explicar sólo mediante la materia visible. Este hecho y otras observaciones sugieren el concepto de materia oscura, es decir, de materia de composición desconocida que no emite orefleja radiación electromagnética como para ser observada directamente, pero cuya existencia puede inferirse a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible - estrellas, gas ogalaxias.
Sólo aproximadamente el 4% de la densidad de energía total en el universo (inferido de los efectos gravitacionales) se puede observar directamente; el resto es materia y energía oscura, 24% y...