La misteriosa materia oscura del Universo
Norma Avila Jiménez
Cuando nos encontramos en algún lugar alejado de las luces de la ciudad y el cielo cobija con su oscuro manto, es posible admirar en todo su esplendor al camino lechoso o Vía Láctea en el cielo, que se observa como una senda nubosa cruzando la bóveda celeste. La Vía Láctea es un conglomerado de 100 mil millones de estrellas; es la galaxia en forma espiral -que recuerda un rehilete al viento- a la que pertenece nuestro sistema solar, ubicado en la orilla de uno de sus brazos. Lo que se observa entonces en esas noches maravillosas es precisamente una parte de un brazo espiral. La Vía Lactea, que tiene la forma de un disco aplanado con una esferoide (el bulbo) en el centro, pertenece a un cúmulo de galaxias llamado grupo local. Por la fuerza de gravedad, este conjunto galáctico está unido a otros para formar a su vez un supercúmulo de galaxias, y para aumentar la fascinación cósmica, baste saber que a gran escala, el Universo esta conformado por miles de
supercúmulos de galaxias.
"El movimiento de una galaxia respecto a la nuestra puede ser muy complejo, sin embargo, una ley descubierta a finales de los 20 en el siglo pasado por el astrónomo Edwin Hubble resume con sorprendente simplicidad que todas las galaxias se alejan entre sí, como lo hacen puntitos marcados en un globo al inflarse, aumentando su velocidad de desplazamiento conforme aumenta la distancia que las separa. Este hecho es consistente con un universo en expansión", explica Marco Martos, investigador del Instituto de Astronomía de la UNAM (IAUNAM), quien estudia la estructura y dinámica de las galaxias espirales.
De acuerdo con la ley de la gravitación de Newton, el gas que se mueve lejos del centro galáctico debería girar a menor velocidad que el cercano al centro de la galaxia, porque la masa estelar (la de las estrellas), mucho mayor que la del gas, está concentrada hacia el brillante bulbo central. "Uno esperaría entonces, que tal concentración de masa determinara el centro de la fuerza gravitatoria que hace girar el gas, de la misma manera que la Luna orbita a la Tierra. Este era el razonamiento difundido entre los pasillos de la academia hasta la década de los 70." Sin embargo, explica, datos observacionales han derrumbado esa concepción: el gas gira tan rápidamente -a unos 200 kilómetros por segundo- lejos del centro de la galaxia como estando cerca. ƑTiene errores la ley de Newton?
"Aún no sabemos cabalmente la respuesta -afirma-, pero pocos especialistas cuestionan lo que parece ser la verdad de hoy: la forma dominante de materia en las galaxias y en el universo, es la denominada oscura, indetectable para nuestros ojos y para nuestros modernos instrumentos", pero capaz de provocar que el gas galáctico tenga la misma velocidad lejos o cerca del centro. El doctor Martos ejemplifica con la materia oscura: "Antes de descubrirse el planeta Neptuno, se predijo su existencia al estudiar el 'errático' comportamiento de Urano al seguir su órbita"; aparentemente se "desviaba". Lo que realmente sucedía es que la fuerza de gravedad de Neptuno lo jalaba. Esto señala la existencia de materia gravitante invisible, sólo detectable por su efecto sobre el resto de la materia galáctica, puntualiza.
Explica que encima y debajo de nuestra posición en el disco de la Vía Lactea, al igual que en otras galaxias, existe una estructura de gas, rayos cósmicos y campo magnético, la "atmósfera" galáctica. Las capas superiores pertenecen al halo galáctico y si hay materia oscura, aquí se alojan grandes cantidades. Observaciones recientes de estos halos sugieren la necesidad de nuevos planteamientos, ya que ha habido sorpresas: al dirigir los telescopios hacia el norte galáctico, se ha detectado hidrógeno neutro en caída constante hacia el disco central."šEl cielo se está cayendo!", enfatiza el especialista universitario, quien junto con J. González, L. Olguín y G. Vázquez -también investigadores del IAUNAM-, y colaboradores de la Universidad de Wisconsin, estudian la dinámica de los halos galácticos. Menciona que en la galaxia NGC 981 se observa que "el gas del halo gira a una velocidad inconsistente con el campo gravitatorio, aun si se añade la contribución de la materia oscura. Pareciera que su movimiento estuviera gobernado por una fuerza distinta a la de la gravitación". ƑQué sucede entonces?, Ƒqué otra fuerza puede intervenir?. El doctor Martos subraya que el campo magnético de las galaxias podría incidir en esto. Ya ha sido medido y debe ejercer fuerza sobre el gas, pero no sobre las estrellas, lo cual lo hace el candidato interesante, indica.
"Para probar lo anterior, hemos obtenido mediciones de la velocidad de rotación del gas y las estrellas simultáneamente en varias galaxias. Las largas exposiciones requeridas para capturar la muy débil luz de las periferias galácticas se realizaron con instrumentos muy sensibles acoplados al telescopio de dos metros de diámetro del Observatorio Astronómico Nacional del IAUNAM, y en el telescopio HET de 8 metros de la Universidad de Texas". Concluido el análisis de los datos, quizá podrán saber si no hay diferencia entre el movimiento del gas y las estrellas. "Ciertamente necesitamos de la existencia de muchísima materia oscura para entender el comportamiento del Universo." Pero también asegura que si se encuentra que las estrellas giran mucho más lento que el gas, se reencontrarían con la hipótesis más simple: si no ves nada, quizá no hay nada (de materia oscura). "La verdad posiblemente está entre los dos extremos, y este experimento podría arojar nuevos límites respecto a la cantidad de materia oscura del Universo", concluye.