La naturaleza, a veces, nos propone juegos del escondite en los que juega con ventaja, juegos para los que una capa de invisibilidad es un instrumento de aficionado. El juego del que hablaremos hoy empieza aquí mismo: en la habitación, frente a mi ordenador; en la cafetería, cruasán y tableta en mano. Si nuestro oponente fuese ataviado en plan Harry Potter nuestra primera jugada habría de ser cerrar puertas y ventanas; la primera del otro buscar un espacio abierto, no dejarse acorralar. Porque el oponente invisible es, por lo menos, sólido, palpable; todos los manuales recomiendan cubrir el suelo de harina, fumarse un cigarrillo y esperar a que el humo, impasible como las leyes de la física, haga el trabajo que nuestros ojos no han sabido hacer solos.
El oponente de que hablamos hoy será mucho más cuidadoso. Está aquí mismo, en la habitación, en la cafetería. Está a su espalda y está frente a mis ojos, pero el polvo de la mesa no lo delata, al humo del cigarrillo no le inmuta su presencia. Entre sus debilidades no está la de ser palpable; nuestra piel no lo detiene, tampoco el hormigón de los muros o la roca de las montañas. Es, de pleno derecho, un fantasma. Está en mi interior y en el suyo; viene del espacio exterior y ha atravesado con tanta facilidad la atmósfera como atravesará la esfera terrestre al completo. Los físicos, que disfrutamos con esto de los nombres, le hemos encontrado uno propio del mejor pulp: materia oscura. Pero qué más quisiéramos que fuese oscura: entonces, aunque no la viéramos a ella, podríamos ver su sombra; un nombre más apropiado sería probablemente materia transparente.
La materia oscura es el no va más de los diseños naturales en cuanto a camuflaje: no emite luz, no absorbe luz y no la refleja; no huele, no se le puede tocar y no les estoy haciendo trampa. Tampoco emite electrones ni neutrinos ni ninguna de esas porquerías. Entonces, ¿acaso existe? ¿Nos hemos embarcado los físicos en la búsqueda de la nada?
Por suerte, como en las novelas de detectives de antes, no existe el crimen perfecto. La materia, oscura o no, es materia, y hay una cosa que seguro que hace: gravitar. La materia atrae a la materia, y así es como descubrimos a nuestro archienemigo de hoy en la década de los treinta del siglo pasado: resultó que algunas galaxias giraban como si tuvieran mucha más materia de la que podíamos ver. Con el paso del tiempo se vio que no solo dentro de las galaxias, sino también en el espacio entre galaxias, parecía haber más cosas de las que los telescopios nos permitían encontrar. En todos los casos fue la gravedad la que nos hizo el trabajo sucio: fue el humo del cigarrillo quien reveló a nuestro oculto oponente después de miles de años de vivir en el anonimato.
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Menos mal: alguien que formula la pregunta correcta. Hay esperanza.
En serio que hablando sólo de materia «no oscura» una nube de gas tiene más masa que un cúmulo de galaxias de volumen parecido?
Precisamente das en el clavo: el volumen de las galaxias es muy pequeño comparado con el del cúmulo. Las galaxias son más densas, pero mucho más pequeñas. Entre nuestra galaxia y la de Andrómeda (las dos mayores de nuestras cercanías) cabe nuestra galaxia 10 veces. Todo ese espacio está lleno de gas difuso intergaláctico. A mí también me costó creerlo al principio, pero hay diez veces más masa en forma de gas que en forma de estrellas.
Me ha dado curiosidad: ¿se sabe por qué esas gigantescas nubes de gas difuso no se comprimen por la gravedad de su propia masa? Saludos!
Bueno, no soy un experto en formación de galaxias, pero si no voy errado para que el gas colapse bajo su propia masa las partículas que lo forman han de perder primero velocidad. Como el gas intergaláctico está extremadamente caliente (o sea, los átomos e iones que lo componen se mueven muy rápido), y además es muy poco denso los iones tardan mucho en chocar unos con otros y perder velocidad. He echado una ojeada por ahí (en realidad en Wikipedia, sorry about that ^_^’) y he visto que de hecho esperamos ver evidencias de ese enfriamiento, pero no las encontramos, y éste es un problema abierto en astrofísica de plasmas. Por lo que veo la gente piensa que el gas intergaláctico tiene que estar siendo calentado por otras fuentes, lo que impide que colapse sobre sí mismo, pero cuáles son esas fuentes es tema de debate. El candidato más sencillo es los núcleos de las galaxias, que se sabe que en algunas de ellas son violentos y arrojan grandes chorros de materia al medio intergaláctico. Con todo y con ello, lo que sí observamos es que el gas es más denso en el corazón de los cúmulos, como cabría esperar, pero no vemos señales de que esté enfriándose. ¡Qué cosas que aprende uno!
Pero entonces ¿toda la evidencia en que se apoya la postulación de la materia oscura es de tipo gravitacional, y que, como donde hay materia hay gravedad, entonces donde hay gravedad tiene que haber materia (como cuando neptuno)?
Un saludo.
Así es. Es un principio sencillo pero en extremo poderoso. Aun así, hay varios fenómenos asociados a él: la velocidad a la que giran las galaxias, el tamaño de los cúmulos, la intensidad de las lentes gravitatorias que crean… son toda una familia de efectos, pero todos ligados a la gravedad.
Por ahora. Esta semana ha aparecido un paper que, por primera vez, dice haber encontrado evidencia de interacciones no gravitatorias entre la materia oscura. Básicamente observan cúmulos en colisión como el de la Bala, y encuentran que alguna de las nubes de materia oscura se ha «retrasado» respecto a las galaxias, como si algo la hubiera retenido, y deducen que ese algo es «viscosidad» entre las nubes de materia oscura. Es un resultado emocionante, pero no lancemos las campanas al vuelo: algo tan importante como esto requiere que más de un experimento lo encuentre. Pero si se confirma sería una graaan noticia!
Muchas gracias.
Un saludo.
Lo más interesante de nuestro entorno universal es aceptar que siempre ha existido y existirá, y así el espacio-tiempo que nos rodea y nos hace inventar pasados creadores y futuros divinos se disuelve como un azucarillo en la tormenta de nuestra finitud.
http://casaquerida.com/2015/04/16/perdemos/
Pingback: ¿De qué está hecho el universo? El Cúmulo Bala, Harry Potter y la materia oscura
Estimado señor Aparici :
Gracias
Hacen falta mas articulos como estos, accesibles al gran publico (que me considero, mis estudios de fisica no pasaron del antiguo C OU) amenos claros y realmente explicativos.
Felicidades por el articulo.
Me ha encantado. Gracias por publicar artículos tan interesantes y amenos.
Muy interesante!! Gracias por la explicación.
Ameno, conciso, bien escrito. ¡Bravo!
entonces, ?es posible que toda la energía que podemos ver se esté transformando en energía oscura?
Transformando no: que sepamos, la materia ordinaria no desaparece ni se transforma en otra cosa, así que en ese sentido estamos «seguros». De la materia oscura sabemos muy poco, así que no podemos decir (todavía) si está cambiando o se mantiene constante. Y en cuanto a la energía oscura, es completamente otra historia: también sabemos poquísimo de ella, menos aún que de la materia oscura, y por ahora da la impresión de que aparece de la nada, crece junto con el crecimiento del universo. Por ahora la energía oscura es un misterio de los gordos gordos. Dará para otro artículo para ella sola ;-)