A horcajadas en el Tiempo

(La Materia Oscura)
su propia gravedad, no debería tener impedimentos para comenzar su propia acumulación antes de la formación de los átomos de hidrógeno,
cuando el universo comportaba una temperatura de 3.000ºK. ¡He aquí el quid del asunto!
Esa precoz condensación de esa materia, hasta ahora desconocida, habría tenido como efecto sembrar el espacio de una colección de
«bolsones» oscuros, exóticos y sobredensos. Esos bolsones discretos servirían de núcleos de condensación para las futuras estructuras, sin por
ello perturbar la isotermia del cielo. Más tarde, después de la emisión de la radiación cósmica de fondo, la materia bariónica podría «caer» en
ellas. Esta caída aceleraría considerablemente la germinación de las galaxias.
Esta hipótesis no sólo entrega herramientas explicativas para la velocidad de las estrellas en las galaxias, así como de las galaxias en
sus cúmulos, sino que también de que la materia oscura jugaría otros roles cosmológicos. Por una parte, daría al universo un porcentaje
importante de su densidad. Por otra parte, podría explicar el origen de las galaxias, materia tan deseada para la física.
De los muchos tipos de partículas elementales que podrían explicar la constitución de la materia oscura, se encuentran los neutrinos,
que vienen a ser los únicos cuya existencia se encuentra comprobada.
"El neutrino es tan pequeño, no tiene carga, no tiene masa, de la materia hace tabla rasa. La Tierra es
sólo una torpe esfera para él, a través de la cual pasa como aseadora por una limpia estera." (1)
Ha venido siendo una especie de hábito –dentro del mundo de los físicos– contar con la participación de los neutrinos para una serie de
variadas explicaciones. La razón de ello, se puede encontrar en su eficiente discrecionalidad. Su interacción con el resto del mundo es
suficientemente débil como para ser considerado materiales «oscuros». Son candidatos viables para la materia oscura desde el año 1980,
cuando el físico ruso Yacob B. Zel'dovich, del Instituto de Matemáticas Aplicadas de Moscú, planteó que las fluctuaciones de densidad en un gas
de neutrinos de gran tamaño que ocupase el universo formarían grumos del tamaño de supercúmulos en la bola de fuego primordial y se
colapsarían en bolsones de neutrinos. Más tarde, los átomos de hidrógeno, formados unos 300.000 años después de la gran explosión, serían
atraídos gravitatoriamente a los bolsones de neutrinos pre-existentes, formando así, un denso gas caliente. Al cabo de una largo tiempo, este
protocúmulo de gas hidrógeno se habría fragmentado en grumos del tamaño de galaxias por una serie de complejos procesos físicos. Así pues,
en este modelo las galaxias son, en cierto modo, unas recién llegadas al escenario cósmico, lo que de hecho ya constituye un problema. Las
galaxias tienen aproximadamente casi la misma edad que el universo, son viejas, no jóvenes.
Pero se presenta otro problema. Si bien la teoría del Big Bang afirma la existencia de una radiación
de neutrinos fósiles, estimada en cerca de 450 neutrinos por centímetro cúbico; ¿sería capaz este gas de
neutrinos, disperso en bolsones uniformes por el universo, ser la base de la constitución de las galaxias y el
componente de la materia oscura?
Podría ser, siempre que esta partículas tuviesen individualmente una masa lo suficientemente
densa, de unos treinta eV. Si fuese así, no sólo le otorgarían al universo la densidad crítica, sino que también
constituirían la materia base para la generación de las estructuras galácticas. Pero de las tres variedades
reconocidas de neutrinos (electrónicos, muónicos y tauónicos), al menos las dos primeras, no tendrían masa.
En consecuencia, no sería viable contar con ellos como para cerrar el capítulo de esas dos grandes
interrogantes cosmológicas.
Claro está, que la tercera variedad –que sería el tauónico– podría ingresar a la categoría de másico
y, así, participar de la densidad cósmica. Ello siempre que se confirmara el anuncio hecho, en el año 1999,
por los integrantes japoneses del experimento Super-Kamiokande, de haber detectado una masa al neutrino
tauónico de 9 eV. Pero, por un lado, es algo que se encuentra en proceso de confirmación y, por otro, la masa no llegaría a los 30 eV.
Sin embargo, aunque esa tercera variedad de neutrinos apareciera como la constituyente de la enigmática materia oscura, igual dejaría
problemas pendientes. Ellos estarían radicados en la velocidad con que se desplazan estas partículas por el espacio. Los neutrinos, con y sin
masa, se mueven muy rápidamente, prácticamente a la velocidad de la luz. Agrupados transitoriamente en un lugar del espacio, se dispersan
aceleradamente en todo los sentidos. Un bolsón de neutrinos se extiende con gran velocidad. Pronto se hace demasiado grande para dar origen
a una galaxia. En rigor, podrían dar cabida a que se constituyeran las estructuras gigantes del cosmos, como podrían ser los supercúmulos, pero
en ningún caso las galaxias individuales. Por ello, la alternativa de otras partículas cuánticas, no tan rápidas.
Pese a que para el modelo estándar de la física de partículas los neutrinos carecen de masa; no obstante, caben modificaciones a la
teoría que permiten la existencia de neutrinos másicos, como sería la variedad de los tauónicos. Al ser los neutrinos una partícula sin masa o
muy ligera, ello les permite moverse a velocidades de la luz o muy cercana a ella, lo que los convierte en lo que se denomina partículas
relativistas. También, a estas partículas relativistas, como otras de semejantes características, en cosmología se les suele llamar «materia oscura
caliente» (del inglés Hot Dark Matter o abreviado HDM).
La contraparte al modelo de protocúmulos en forma de bolsones es la teoría según la cual se formaron primero las galaxias y no
http://www.astrocosmo.cl/h-foton/h-foton-11_03-01.htm (3 of 7)29/12/2004 23:38:20