El lado "oscuro" del universo: ¿qué sabemos de la misteriosa y desconocida energía oscura?

Es curioso cómo la naturaleza sólo ha dado al ser humano acceso a una pequeñísima parte del universo. Queriendo utilizar la metáfora de una tarta (cósmica), de un total de 25 trozos, nuestra especie sólo puede ver uno, ¡los 24 restantes son un misterio!

El espectro electromagnético

La luz que nos llega de los cuerpos más cercanos del sistema solar, así como de los objetos más lejanos del universo, es el principal mensajero de información del que disponemos.

Es la luz procedente de la Luna, por ejemplo, la que nos revela las características de su superficie, con cadenas montañosas y cráteres de impacto, la luz procedente de Júpiter la que nos revela su atmósfera con bandas de colores, la luz procedente del universo profundo la que nos revela la existencia de cúmulos de galaxias y cómo se expande el propio universo.

Sin embargo, la luz que pueden percibir nuestros ojos es sólo una ínfima parte de lo que se denomina espectro electromagnético. En pocas palabras, hay ondas luminosas mucho menos o mucho más energéticas que las ondas visibles, que son absolutamente invisibles para el ojo humano.

Hay ondas de radio y ondas infrarrojas, por ejemplo, con energías mucho menores que las ondas visibles, al igual que hay rayos X y rayos gamma con energías mucho mayores. Numerosos objetos y fenómenos astronómicos emiten ondas de radio o rayos X además de ondas luminosas.

Para "leer" la información que transportan estas ondas no visibles, se han diseñado detectores especiales que permiten obtener imágenes de radio o rayos X de estos objetos y fenómenos astronómicos.

El Sol, por ejemplo, emite principalmente luz visible, pero también ondas de radio y X. Éstas, invisibles al ojo, se detectan con radiotelescopios o satélites equipados con detectores específicos para la radiación de rayos X.

No obstante, ¡la radiación electromagnética es sólo el 4% de toda la que emite el universo! Así pues, las ondas visibles e invisibles al ojo sólo nos permiten explorar una minúscula parte del mismo.

Los secretos del lado "oscuro"

La materia tal y como la conocemos, es decir, formada por átomos, sólo representa una pequeña porción de las 25 rebanadas del pastel cósmico. Sabemos, pero sólo esto, que el 96% restante del Universo está formado por un tipo de materia y energía completamente desconocidas (de ahí el adjetivo "oscuras"). La existencia de esta materia y energía, que no podemos observar directamente, se ha deducido a partir de pruebas indirectas.

Pruebas indirectas de la materia oscura

Sabemos que el movimiento de los cuerpos celestes está relacionado con su masa. Gracias a las leyes de Kepler y a la ley de Gravitación Universal a partir del movimiento podemos deducir la masa o conociendo la masa podemos describir el movimiento.

Lo que los astrónomos han constatado es que, a gran escala, el movimiento de las galaxias y de los cúmulos de galaxias, para estar justificado por las leyes físicas conocidas, requiere la presencia de una masa muy superior a la observada. Como esta masa no es visible, el astrónomo Fritz Zwicky la denominó "oscura" en 1933.

En varias ocasiones se ha creído detectar esta materia oscura en enanas marrones, nubes moleculares de gas, neutrinos y agujeros negros. Estos son componentes conocidos del universo pero difíciles de detectar debido a su baja (o inexistente en el caso de los agujeros negros) luminosidad.

Sin embargo, todos estos elementos juntos acaban por justificar sólo unas centésimas de porcentaje de materia oscura. Volviendo a la metáfora, se trata de unas migajas comparadas con las 24 rebanadas que faltan.

Indicios indirectos de la energía oscura

Si la materia oscura está sometida de algún modo a la fuerza de la gravedad y ejerce así un efecto de agregación sobre las estructuras del universo, el hecho de que se expanda a un ritmo acelerado ha llevado a suponer que existe un componente cuyo efecto es el contrario, es decir, de repulsión, de ahí que sea una forma de energía.

Al no poder clasificarse en ninguna de las formas conocidas de energía, se la ha denominado energía oscura.

Recordando que la masa y la energía son dos formas diferentes de la misma cosa, se ha cuantificado que la suma de la energía y la masa oscuras asciende al 96%. La búsqueda de materia y energía oscuras representa uno de los retos más apasionantes de la física y la astrofísica modernas. Numerosos proyectos se han dedicado y se dedican a este estudio, como Plank y Euclid de la ESA.