¿Realmente existe la materia oscura?

Marcela Alejandra Gutierrez Villalobos*

Por cientos de años los astrónomos han contemplado el cielo para tratar de darle una explicación a nuestra existencia y a los innumerables secretos que esconde el universo. Esta no ha sido una tarea fácil, y entender la dinámica entre las leyes fundamentales de la física y el comportamiento de las galaxias han puesto sobre la mesa un basto campo de estudio para los científicos.

Tal es el caso de la probable existencia de la materia oscura. Una idea que fue propuesta en 1933 por el astrónomo suizo Fritz Zwichy. Él observó que las galaxias no obedecían a la Segunda Ley de Newton, la cual indica que la fuerza de atracción de la gravedad de la materia en órbita debe de ser equivalente a su masa y aceleración. Sin embargo, tras medir la dirección y velocidad de las estrellas que se encuentran en las orillas de las galaxias, se observó que éstas no bajaban su velocidad a esa distancia. Esto llevó a los científicos a creer que debía de existir una materia invisible que generara una fuerza gravitacional más fuerte y un movimiento estelar más bajo.

Sin embargo, una gran comunidad de científicos ha mantenido una postura escéptica ante la posible existencia de una fuente de masa que no emite ningún tipo de radiación electromagnética. Debido a ello, la naturaleza de la materia oscura se considera como un misterio que ha representado el máximo desafío de la física moderna. La gran pregunta es si en realidad la materia oscura es una estructura invisible (como si fuese un nuevo tipo de materia) o si las leyes de la gravedad cambian a escalas gigantes. Si bien, la primera opción es muy atractiva, no se ha podido encontrar esa elusiva materia. Los científicos han probado con éxito las leyes de la gravedad dentro de nuestro sistema solar, pero se tiene que extrapolar con mucho cuidado en escalas que son, por lo menos, mil millones de veces más grandes.

Un de los intentos para remover la necesidad de la existencia de la materia oscura es la Modificación la Dinámica Newtoniana (MOND, por sus siglas en inglés), lo cual sugiere que las leyes de gravedad de Newton se vuelven irregulares cuando la atracción gravitacional es débil ─ como ocurre en las regiones externas de las galaxias. Pero esta teoría, aunque exitosa en muchos aspectos, no ha pasado las mismas pruebas rigurosas por las cuales se ha sometido nuestro modelo cosmológico estándar, el cual incluye, a la materia oscura.

El principal problema de estas modificaciones es que no han podido explicar la ausencia de masa en las galaxias y sus cúmulos. Otro argumento que contradice esta nueva teoría proviene de las colisiones entre cúmulos de galaxias; en estos eventos, se ha observado que las estrellas de cada galaxia se cruzan unas a otras, pero las nubes de gas se mantienen juntas y se quedan detrás, lo cual sugiere que la materia oscura sigue a las estrellas, a pesar de que tienen una masa total menor a las nubes de gas. La Modificación de la Dinámica Newtoniana no ha podido explicar ninguna de las circunstancias mencionadas.

Lo cierto es que todas las teorías actuales que intentan dar una explicación a las interrogantes de nuestro universo tienen problemas en algún punto. ¿Realmente existe la materia oscura?, ¿acaso es materia de otra dimensión que interactúa de forma gravitacional con el nuestro? Mientras no tengamos una respuesta para todo, seguiremos contemplando el cielo buscando resolver los enigmas de nuestro universo.

*Estudiante del Doctorado en Ciencias Ambientales de la Universidad Autónoma de Guerrero. La autora agradece la colaboración en la redacción del presente texto a Daniel Eduardo García Gutiérrez