A horcajadas en el Tiempo

(La Materia Oscura)
invisible tiene que estar estructurada de elementos exóticos y distintos a los ya
conocidos. No solamente necesitamos detectar la materia oscura, sino que además, si
es posible, tocarla, olerla e incluso degustarla si es factible, si no es así, todo el
modelo estándar puede tener una espada de Damocles sobre sus espaldas.
La gran cantidad de materia oscura, que presumimos que existe, tuvo que
jugar un papel significativo en la evolución del universo, ya que sin su rol gravitatorio
éste literalmente se habría expandido aceleradamente, inmediatamente después del
Big Bang, y las estructuras de los hermosos racimos de galaxias que actualmente
observamos no se habrían podido desarrollar. Si esa masa está hecha de neutrinos,
puede ser explicada dentro del marco de la teoría cosmológica existente. Pero el
modelo estándar debería ser extensamente revisado si los movimientos peculiares
son causados por la materia bariónica ordinaria (llamada así porque las partículas que
contribuyen en mayor medida a su masa -protones y neutrones- pertenecen a la
familia de partículas basadas en el quark y conocida colectivamente como bariones).
Los bariones extras invalidarían una parte importante de la teoría que explica el
equilibrio de los elementos detectados en la materia luminosa. Este equilibrio ha sido
calculado como una consecuencia de la síntesis de los núcleos atómicos en el
universo primitivo, en una secuencia de acontecimientos detallados por físicos como
George Gamow y Fred Hoyle.
En consecuencia, la mayoría de los científicos que orientan sus estudios a
conocer el universo consideran que la materia oscura, que hasta ahora no vemos, en
su porcentaje más importante, no es bariónica, eliminando así como componentes
mayoritarios candidatos de base bariónica tales como agujeros negros, nubes de gas,
estrellas enanas poco luminosas, etc. ; sin desconocer, también en ello, la
incertidumbre que rodea al tema.
[Fig.11.02.02] ¿Es suficiente la fuerza de gravedad
para contener el reluciente gas caliente de la
galaxia? La fotografía de arriba muestra una masa
de gas caliente graficada con un ficticio color rojo,
que se ha sobre puesto a otra de galaxias. El gas
aparece cautivo por una «sobre gravitación», cuyo
origen se desconoce. El cuadro, corresponde a
tomas de rayos X tomadas por el ROSAT. Se trata
de una evidencia sobre la existencia de «sobre
gravedad» que se observa en las galaxias.
Pero antes, recordemos que cuando hablamos de materia oscura, nos estamos refiriendo al halo oscuro sin rasgos que se extiende al
menos 100.000 años luz más allá del halo marcado por los cúmulos globulares. Nunca ha sido observada de forma directa, pero varias líneas de
argumentación, incluidos los estudios ópticos de los índices de rotación galácticos, indican que este halo rodea la mayor parte de las galaxias
espirales típicas. Ahora, cuando hablamos de masa faltante estamos pensando en la hipótesis de un universo con una Ω=1, y cuya distribución
sería la siguiente:
Componente Fracción de la masa en función de Ω=1
Estrella y gas neutro ~ 1%
Gas ionizado ~ 3%
Total de materia bariónica ~ 4%
Materia oscura ~ 30%
Energía de vacío o constante cosmológica ~ 66%
¿Qué podría ser la materia oscura de naturaleza no bariónica? La alternativa no bariónica que se han propuesto, al margen de los
neutrinos, es una proliferación de pequeñas supercuerdas cósmicas, supuestas reliquias del Big Bang que retienen la insondable densidad de
una posible era en dominios unidimensionales. Otras posibilidades son hipotéticos descendientes de la física de partículas avanzada WIMPs
(Weakly Interacting Massive Particle) , extrañas criaturas con nombres como axión, fotino y gravitino. Al contrario que los neutrinos, sin embargo,
ni las partículas exóticas ni las supercuerdas cósmicas han aparecido nunca en ninguna parte excepto en las teorías.
Pero ¿cómo se pudo acumular esa materia oscura y desconocida en la estructura de las galaxias y, a su vez, afectar su comportamiento
gravitacional? Las propias características «discrecionales» de esa materia, aquí resulta una ventaja para una respuesta convincente.
Recordemos que la acción de los fotones neutraliza cualquier tentativa de condensación de la materia ordinaria (electrones, protones) antes de la
emisión de la radiación cósmica de fondo. Pero la materia oscura interacciona muy poco con la luz (si no, ya se le habría detectado). Sometida a
http://www.astrocosmo.cl/h-foton/h-foton-11_03-01.htm (2 of 7)29/12/2004 23:38:20