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Resolver los misterios de la materia oscura no solo responderá a preguntas críticas sobre la estructura del universo, sino que también podría desbloquear una nueva comprensión de las leyes fundamentales de la física.
¿Qué es la materia oscura?
La materia oscura (o dark matter en inglés) constituye aproximadamente el 27% del contenido del universo. A diferencia de la materia ordinaria, que compone estrellas, planetas y todo lo que podemos tocar y ver, la materia oscura no emite, absorbe ni refleja luz.
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Este comportamiento peculiar la hace invisible y sólo detectable a través de sus efectos gravitacionales.
La idea de la materia oscura surgió primero en la década de 1930, cuando el astrónomo Fritz Zwicky observó que la masa de los cúmulos de galaxias debía ser mucho mayor de lo que se podía explicar solo con la materia visible.
Líneas de evidencia han apoyado la existencia de la materia oscura
Velocidades orbitales de las galaxias: las galaxias en los cúmulos parecen moverse más rápido de lo que la gravedad de la materia visible permite.
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Curvas de rotación galáctica: las velocidades a las que las estrellas giran alrededor del centro de sus galaxias no disminuyen con la distancia, como sería si sólo existiera materia visible.
Efecto de lente gravitacional: la distorsión de la luz de objetos distantes por los cúmulos galácticos sugiere la presencia de mucha más masa de la que vemos.
¿Qué no sabemos de la materia oscura?
Aunque hemos logrado identificar sus efectos, la composición de la materia oscura sigue siendo un misterio.
Entre las teorías más populares están las WIMPs (Partículas Masivas de Interacción Débil). Se especula que la materia oscura podría estar compuesta por partículas subatómicas que interactúan muy débilmente con la materia visible.
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Además, se habla de los axiones, partículas hipotéticas que también son candidatas para componer la materia oscura. Otra teoría es MACHOs (Objetos Masivos de Halo Compacto), que propone que la materia oscura está compuesta de objetos como agujeros negros o estrellas enanas marrones.
A pesar de los avances en la tecnología, detectar directamente la materia oscura ha sido esquivo. Los experimentos en laboratorios subterráneos protegen las pruebas de la radiación cósmica, en un intento de observar interacciones raras entre partículas de materia oscura y materia ordinaria.
Hasta ahora, estos experimentos no han proporcionado resultados concluyentes. Además de las partículas candidatas de materia oscura, algunos científicos han propuesto modelos alternativos. Las teorías como la modificación de la dinámica newtoniana (MOND) sugieren que cambiamos nuestra comprensión de la gravedad antes que postular una materia invisible.
El futuro de la investigación en materia oscura
La detección y comprensión de la materia oscura es una de las principales metas de la astrofísica moderna.
Las próximas décadas seguramente traerán avances vitales los nuevos experimentos; instalaciones como el Observatorio de Rayos Gamma Cherenkov y telescopios espaciales ayudarán a observar los efectos indirectos de la materia oscura.
Además, las colaboraciones interdisciplinarias entre físicos de partículas, astrónomos y cosmólogos será crucial en esta búsqueda.