Cosmos: materia oscura, energía oscura

Materia oscura . Al calcular la masa-energía total del universo, los astrofísicos encuentran que la materia bariónica, el tipo compuesto por átomos, representa sólo alrededor del 4 por ciento de la masa-energía total del universo. El 96 por ciento restante de la masa es aproximadamente un 21 por ciento de materia oscura y un 75 por ciento de energía oscura.

La materia oscura ha sido imposible de investigar directamente porque no interactúa con la radiación electromagnética – luz visible, infrarrojos, etc. Hasta ahora ha sido identificada solo por sus efectos, especialmente sus efectos gravitacionales sobre las galaxias y otras entidades de gran escala, y también por su influencia en la radiación cósmica de fondo.

Hubble: materia oscura, materia normal

En el universo temprano, la materia oscura jugó un papel dominante en la formación de las primeras galaxias. Los gases fríos del universo gravitaron hacia densidades de materia oscura dispersas. Donde se acumuló suficiente gas, se formaron cúmulos de estrellas y galaxias. Los astrónomos sostienen hoy que cada galaxia está envuelta en un halo de materia oscura, y el halo aplica tanta fuerza que el borde exterior de una galaxia gira tan rápido como el interior profundo. Es el halo de materia oscura lo que evita que una galaxia se separe.

Los astrónomos descubrieron la materia oscura por inferencia cuando intentaron explicar el hecho de que el borde exterior de las galaxias giraba inesperadamente rápido. Este fenómeno inesperado podría ocurrir solo en presencia de una fuerza tremenda. Además, los cálculos mostraron que la masa de las galaxias excedía con creces la masa de su respectiva materia bariónica. Estos hallazgos indicaron la presencia de algún otro tipo de materia, un tipo mucho más masivo que la materia bariónica y virtualmente invisible. La materia oscura no interactúa con nuestra materia normal excepto por su firma gravitacional.

Hay muchos candidatos para la fuente de materia oscura. Los neutrinos fueron de interés durante algún tiempo, ya que estas partículas son especialmente abundantes en el universo y no interactúan con la materia bariónica. Sin embargo, los neutrinos representan solo un porcentaje minúsculo de la cantidad total de materia oscura. Una partícula predicha por la teoría de cuerdas, el neutralino, es otro candidato; y otra posibilidad es una partícula teórica llamada axión. Parte de la elusiva materia oscura puede ser materia bariónica de un tipo particularmente que no interactúa. Pero todos estos candidatos son especulaciones por el momento. Uno de los objetivos del Gran Colisionador de Hadrones del CERN es identificar la materia oscura.

Energía oscura. Como la materia oscura, la energía oscura se entiende por sus efectos y los científicos realmente no tienen idea de qué es. Es la fuerza que se cree que es responsable de la expansión acelerada observada del universo. En esa expansión, los objetos más distantes de nosotros se alejan más rápido que los que están más cerca. La energía oscura es uno de los mayores misterios del universo, sujeto a una serie de hipótesis. Puede que haya que esperar una explicación real a la espera de una sonda tecnológica que sea capaz de analizarla.

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