Materia Oscura

“…un día me encargaron dar una charla sobre ciencia y mujeres. Así que tuve que empaparme con historias apasionantes de científicas y fue cuando encontré la historia de Vera Rubin…”

Hoy se entrega el premio Nobel de Física 2015 y se rumorea que la galardonada podría ser Vera Rubin por proporcionar la evidencia más clara y directa de la presencia de materia oscura en nuestro universo.

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Rondaban los años 70 cuando Vera Rubin dio los primeros pasos en el estudio de la dinámica de la rotación de las galaxias. Las observaciones de Vera revelaron que las galaxias rotaban a un ritmo superior al que lo deberían hacer según la teoría de la gravitación de Newton. De alguna manera se observaba la influencia gravitacional de una masa invisible. En otras palabras, Vera Rubin demostró que el Universo está compuesto por mucho más de lo que nuestros ojos y nuestros instrumentos son capaces de detectar.

A ese tipo de materia desconocido se le adjudicó el acertado nombre de materia oscura.

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Curva de rotación de una galaxia espiral comparando medida con cálculo utilizando las ley de la gravitación de Newton

La proporción entre materia oscura y materia normal es de aproximadamente 5 a 1. Es decir, nuestro universo contiene cinco veces más materia la cuál no sabemos de qué está compuesta que de materia ordinaria. De aquí el tremendo interés que suscita entre los físicos de hoy.

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Solamente el 4% del Universo está compuesto por materia conocida. El resto, ni idea

Sobre la composición de la materia oscura muchos han sido los candidatos que se han ofrecido y solamente unos pocos sobreviven. El proceso es similar al de un cásting para uno de esos programas de talentos de la televisión. Te presentas y si reúnes las cualidades adecuadas, entonces eres un buen candidato para pasar a la siguiente fase.

En el caso de la materia oscura nuestro candidato ha de interaccionar tan solo gravitatoriamente y quizás mediante la fuerza nuclear débil, la responsable de las desintegraciones nucleares.

Se presentan así al cásting los neutrinos y los mini-agujeros negros. El primero queda prácticamente descartado del proceso de selección por ser demasiado ligero (la masa de los neutrinos no se conoce exactamente pero de tener sería muy pequeña, una mil millonésima de la masa del protón). Los agujeros negros y otros (atención a los nombres) MACHOs (Massive Compact Halo Object) y RAMBOs (Robust Associations of Massive Baryonic Objects) compuestos por materia ordinaria con unas características especiales han quedado descartados debido a que el Universo tendría otra pinta si ese fuese el caso.

El principal candidato que de momento ha pasado a la siguiente ronda es el WIMP (Weakly Interacting Massive Particle) que reúne las dos características que la materia oscura requiere. Pero más que una partícula concreta, los WIMPs representan la partícula deseada. Es la solución conocida de alguna más natural y en la que se están poniendo más esfuerzos en descubrir. Si durante los próximos años el LHC, el gran colisionador de protones de 27 quilómetros, revela la existencia de la Supersimetría, de ella brotaría un gran número de nuevas partículas entre las cuales el neutralino y el gravitino son unos buenos candidatos de WIMP. Descubriendo la Supersimetría podríamos matar dos pájaros de un tiro.

Otro candidato son los axiones, partículas que llevan el nombre de un detergente y que a su vez podrían explicar lo que se conoce como problema CP-fuerte. Posible pero menos natural que la anterior. Por otro lado también podríamos encontrar lo que se conocen como neutrinos estériles o neutrinos que tampoco interaccionan mediante la fuerza nuclear débil. Finalmente podría existir todo un nuevo sector oculto de materia oscura que incluyese muchas más partículas que hoy desconocemos.

Lo que podemos decir a día de hoy es que el resultado ha sido negativo y no hemos encontrado evidencias de ningún tipo que nos desvelen la composición de la materia oscura.

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La materia oscura estaría distribuida por todo el Universo

A parte del LHC son muchos los experimentos que intentan dar caza a uno de los principales componentes del Universo y del cuál, hoy, no tenemos ni la más remota idea de qué se trata.

Como se puede ver, el campo de la investigación sobre la materia oscura se encuentra actualmente en plena efervescencia y el primero que dé con una sola evidencia clara que aporte más información entrará a formar parte de los libros de física del futuro.

Pero no olvidemos que todo comenzó con el descubrimiento de Vera Rubin en los años 70 y que, le den el Nobel hoy o no, merece todo el reconocimiento por abrir un nuevo campo de estudio y hacernos ver lo poco que sabemos sobre nuestro propio Universo, y no digamos ya del resto de Universos.

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2 Comentarios Agrega el tuyo

  1. McClane dice:

    Interesante entrada. Desconocía que Vera Rubin fue la encargada de medir la curva rotacional de las galaxias. Le darán el Nobel por la medición? No sé, me parecería un poco raro viendo entregas anteriores del premio en física. En un rato salimos de dudas.

    Por cierto, el tema de nombres/acrónimos de engendros científicos y experimentos, da para una entrada, muchísimos beben de la cultura popular para llamar la atención!

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  2. Hector Garcia dice:

    Era un rumor y me ha parecido interesante como excusa para hablar de Vera Rubin! (Escribo esto mientras se hace el anuncio oficial).
    Estoy contigo que una entrada sobre nombres/acrónimos puede ser muy curiosa, hay nombres realmente espeluznantes!!

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