Materia Oscura

Materia oscura
Para la trilogía de novelas fantásticas de Philip Pullman, véase La materia oscura.


Imagen compuesta del cúmulo de galaxias CL0024+17 tomada por eltelescopio espacial Hubble muestra la creación de un efecto de lente gravitacional. Se supone que este efecto se debe, en gran parte, a la interacción gravitatoria con la materia oscura.
En astrofísica y cosmología física sedenomina materia oscura a la hipotética materia que no emite suficiente radiación electromagnética para ser detectada con los medios técnicos actuales, pero cuya existencia se puede deducir a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias, así como en las anisotropías del fondo cósmico de microondas presente en el universo. No se debeconfundir la materia oscura con la energía oscura. La antimateria, la materia oscura y la energía oscura son tres cosas absolutamente distintas, al contrario de lo que tiene entendido mucha gente. Veamos una descripción simple y breve de cada una, sin profundizar demasiado, para intentar desarmar un poco esta confusión.
La antimateria es como la materia común y corriente de la que estamos hechos,pero hecha de partículas cuya carga eléctrica está cambiada de signo. Un anti-electrón (por razones históricas también conocido como positrón), por ejemplo, es una partícula igual al electrón, con su misma masa y carga pero de signo eléctrico positivo (el electrón tiene carga negativa). Y un anti-protón es una partícula con la misma cantidad de masa y carga de un protón, pero con carga de signoeléctrico negativo. La antimateria se forma con antipartículas: del mismo modo que un átomo de hidrógeno consiste en un electrón orbitando alrededor de un protón, si juntáramos un anti-protón con un anti-electrón podríamos tener un átomo de anti-hidrógeno, lo cual ha sido logrado en el CERN, por fracciones de segundo. 1
De acuerdo con las observaciones actuales (2010) de estructuras mayores queuna galaxia, así como la cosmología del Big Bang, la materia oscura constituye del orden del 21% de la masa del Universo observable y la energía oscura el 70%.2
La materia oscura fue propuesta por Fritz Zwicky en 1933 ante la evidencia de una "masa no visible"3 que influía en las velocidades orbitales de las galaxias en los cúmulos. Posteriormente, otras observaciones han indicado la presencia demateria oscura en el universo: estas observaciones incluyen la citada velocidad de rotación de las galaxias, las lentes gravitacionales de los objetos de fondo por los cúmulos de galaxias, tales como el Cúmulo Bala (1E 0657-56) y la distribución de la temperatura del gas caliente en galaxias y cúmulos de galaxias.
La materia oscura también desempeña un papel central en la formación de estructuras yla evolución de galaxias y tiene efectos medibles en la anisotropía de la radiación de fondo de microondas. Todas estas pruebas sugieren que las galaxias, los cúmulos de galaxias y todo el Universo contiene mucha más materia que la que interactúa con la radiación electromagnética: lo restante es llamado "el componente de materia oscura".
La composición de la materia oscura se desconoce, pero puedeincluir neutrinos ordinarios y pesados, partículas elementales recientemente postuladas como los WIMPs y losaxiones, cuerpos astronómicos como las estrellas enanas, los planetas (colectivamente llamados MACHO) y las nubes de gases no luminosos. Las pruebas actuales favorecen los modelos en que el componente primario de la materia oscura son las nuevas partículas elementales llamadas colectivamentemateria oscura no bariónica.
El componente de materia oscura tiene bastante más masa que el componente "visible" del Universo.4 En el presente, la densidad de bariones ordinarios y la radiación en el Universo se estima que son equivalentes aproximadamente a un átomo de hidrógeno por metro cúbico de espacio. Sólo aproximadamente el 5% de la densidad de energía total en el Universo (inferido de...