La materia y la energía oscura del universo

HACE MUCHO TIEMPO, en una galaxia muy, muy lejana... Los últimos caballeros Jedi libran una titánica batalla contra las fuerzas del mal. Ríos de sangre tiñen la faz de innumerables planetas que sucumben al inexorable avance del emperador Palpatine y sus paladines del lado oscuro.

Planetas, estrellas, galaxias... Acostumbramos a pensar en un universo rebosante de materia ordinaria (es decir, compuesta por protones y neutrones, lo que los físicos denominan materia bariónica). Sin embargo, recientes resultados obtenidos por la sonda espacial WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) a partir del análisis detallado de la radiación de fondo cosmológica, permiten entrever que también el universo se encuentra dominado por el lado oscuro: apenas el 4% de la materia que forma el cosmos puede considerarse ordinaria. Por el contrario, el 23% del contenido del universo corresponde a una forma de materia oscura y el 73% a algo todavía más misterioso: energía oscura. Mientras aguardamos al ya inminente estreno de la última entrega de la serie Star Wars, pasaremos revista al lado más oscuro del cosmos.

El universo que habitamos se ha inclinado, desde sus inicios, por el lado oscuro. No en vano, la infancia del cosmos (hace de eso unos 13.700 millones de años) transcurrió entre tinieblas hasta que las primeras estrellas iluminaron el firmamento, unos 180 millones de años después de la explosión primigenia. Martin Rees, astrónomo real británico, ha bautizado esa era como la Edad Oscura del Universo.

Los primeros indicios sobre la existencia de materia oscura se obtuvieron al analizar la curva de rotación de nuestra galaxia (o sea, su velocidad de rotación en función de la distancia al centro galáctico). Al estimar la masa de nuestra galaxia, sumando la contribución de los distintos componentes luminosos de la misma (halo, disco, polvo y gas interestelar, bulbo galáctico...), se obtiene un valor de unos 90.000 millones de masas solares. Esta cifra, pese a estar de acuerdo con la que puede derivarse a partir del movimiento del Sol alrededor del centro galáctico, resulta claramente incompatible con el movimiento que presentan las estrellas más alejadas del centro.

Para dar cuenta de dicha anomalía, se ha especulado con la presencia de un halo de materia oscura que se extendería hasta una distancia de 300.000 años-luz o más del centro galáctico... La naturaleza física de dicho halo, cuya contribución podría suponer más del 90% de la materia de la galaxia, sigue siendo un misterio. Algunos astrónomos han apuntado la posible existencia de MACHO (nada que ver con el ya casi extinto ejemplar ibérico) u objetos compactos masivos del halo, que en forma de agujeros negros o estrellas enanas poco luminosas podrían contribuir significativamente al cómputo de la masa total de la galaxia.

La estadística de MACHO derivada de varias observaciones no parece conceder gran protagonismo a estos cuerpos estelares. Los estudios más recientes apuntan a un probable origen no bariónico para la materia oscura: serían partículas hipotéticas, no descubiertas todavía, que podrían agruparse en dos categorías distintas, caliente (compuesta por partículas relativistas) y fría. La fauna de partículas propuestas resulta verdaderamente multicolor y variopinta: de los neutrinos masivos (ya descartados como fuente principal de materia oscura) a los axiones, pasando por los neutralinos, los fotinos o las denominadas WIMP o partículas masivas de escasa interacción (cuya masa se ha estimado en unas 10 veces la del protón).

Si la naturaleza de la materia oscura presenta importantes interrogantes, más extremo aún resulta el caso de la llamada energía oscura, última pieza del complejo rompecabezas de la cosmología moderna: recientes observaciones de explosiones de supernovas muy lejanas sugieren que la expansión del universo se está acelerando. Este resultado imprevisto implica la existencia de otra nueva forma de materia, que debería oponerse a la gravedad, y que se caracterizaría por ejercer una intensa presión negativa. Ahí es nada.

Visto lo anterior, si usted, querido lector, ha tenido un día negro o ve su futuro oscuro, no se lo tome como algo excesivamente personal.