La materia oscura

En astrofísica y cosmología física se denomina materia oscura a la hipotética materia que no emite suficiente radiación electromagnética para ser detectada con los medios técnicos actuales, pero cuya existencia se puede deducir a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias, así como en las anisotropías del fondo cósmico de microondas presente en el universo.

La materia oscura fue propuesta por Fritz Zwicky en 1933 ante la evidencia de una "masa no visible" que influía en las velocidades orbitales de las galaxias en los cúmulos. Posteriormente, otras observaciones han indicado la presencia de materia oscura en el universo: estas observaciones incluyen la citada velocidad de rotación de las galaxias, las lentes gravitacionales de los objetos de fondo por los cúmulos de galaxias y la distribución de la temperatura del gas caliente en galaxias y cúmulos de galaxias.

En los años 40, la ciencia no era precisamente cosa de mujeres.En su primer acercamiento a la universidad, Vera Rubin tenía más que claro su interés por la astronomía. Sin embargo, el empleado de la oficina de admisiones le sugirió la idea de cambiar su vocación por algo relacionado con el estudio de las estrellas, pero, de alguna forma, más femenino... como la pintura. Rubin acabó estudiando Artes en el Vassar College de Nueva York. Pero no dio su brazo a torcer y terminó estudiando Física en Cornell con Richard Feynman, aunque no lo tuvo fácil. Como cuenta el físico teórico de Caltech Sean Carroll en su libro La partícula al final del Universo, cuando escribió a la Universidad de Princeton pidiendo el catálogo de estudios de doctorado se negaron a enviárselo señalando que el departamento de Astronomía no aceptaba mujeres como estudiantes de postgrado, algo que no cambió hasta el año 1975. La perseverancia dio sus frutos y en 1978 Vera Rubin y su colega Kent Ford descubrieron algo inesperado que cambiaría la concepción del Cosmos. La Ley de la Gravedad dice que las estrellas deberían moverse a menor velocidad a medida que se alejan del centro de su galaxia, igual que los planetas más lejanos del Sistema Solar giran a menor velocidad que la Tierra alrededor del Sol. Cuanto más lejos del cuerpo que se orbita, menos intensa es la fuerza gravitatoria.

Sin embargo, Rubin y Ford observaron algo muy diferente: Las estrellas se mueven a la misma velocidad aunque se alejen del centro de la galaxia. Parecía imposible, pero no había otra explicación: las galaxias tenían que tener mucha más masa de la que podemos ver. Sin saberlo, habían demostrado la existencia de la materia oscura, uno de los grandes retos de la Astronomía y la Física actuales.

Todas las estrellas, galaxias y gas observable forman menos de la mitad de los bariones y se cree que toda esta materia puede estar distribuida en filamentos gaseosos de baja densidad formando una red por todo el universo y en cuyos nodos se encuentran los diversos cúmulos de galaxias. En mayo de 2008, el telescopio XMM-Newton de la agencia espacial europea ha encontrado pruebas de la existencia de dicha red de filamentos. 

El componente de materia oscura tiene bastante más masa que el componente "visible" del Universo.En el presente, la densidad de bariones ordinarios y la radiación en el Universo se estima que son equivalentes aproximadamente a un átomo de hidrógeno por metro cúbico de espacio. Sólo aproximadamente el 5% de la densidad de energía total en el Universo se puede observar directamente. Se estima que en torno al 21% está compuesto de materia oscura. El 70% restante se piensa que consiste de energía oscura, un componente incluso más extraño, distribuido difusamente en el espacio.
No se debe confundir la materia oscura con la energía oscura. De acuerdo con las observaciones actuales de estructuras mayores que una galaxia, así como la cosmología del Big Bang, la materia oscura constituye del orden del 21% de la masa del Universo observable y la energía oscura es del 70%.
La determinación de la naturaleza de esta masa no visible es una de las cuestiones más importantes de la cosmología moderna y la física de partículas. Se ha puesto de manifiesto que los nombres "materia oscura" y la "energía oscura" sirven principalmente como expresiones de nuestra ignorancia, casi como los primeros mapas etiquetados como "Terra incógnita".