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El lado oscuro de la fuerza

Guillermo Guevara Pardo, Bogotá, febrero 8 de 2015

Vemos los distintos objetos que en el mundo existen porque las partículas de la luz, los fotones, chocan contra ellos. Algunos de los fotones son absorbidos por el material que constituye a un cuerpo en particular; otros rebotan en él y llegan a la retina del ojo donde disparan una cascada de reacciones bioquímicas que terminan desencadenando un impulso eléctrico el cual viaja por el nervio óptico hasta alcanzar diversas regiones del cerebro. Así, en resumen, es como captamos la existencia del mundo exterior; esta es la manera como podemos ver la brillante Luna, la enigmática sonrisa de la Mona Lisa o el cromático vuelo de un colibrí. Algunas formas materiales tienen una muy leve interacción con la luz: estrellas enanas marrones, nubes de gas frías, planetas errantes expulsados de su lugar de nacimiento y los extraños agujeros negros cuya fuerza de gravedad es tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar de ellos.

Hoy se sabe que la materia ordinaria, la que hace parte de galaxias y estrellas, representa apenas un 5%. La mayor parte del universo que habitamos está formado por un 27% de materia oscura y un 68% de energía oscura. La extraña materia oscura ha venido cincelando la arquitectura del cosmos a gran escala desde el momento del big bang hace 13.820 millones de años, mientras que la energía oscura está acelerando la tasa de expansión del universo.

Se empezó a sospechar de la existencia de la materia oscura en 1930 cuando el astrónomo suizo Fritz Zwicky estudiando el movimiento de las galaxias en el cúmulo Coma, ubicado a 321 millones de años luz de la Tierra (el año luz es la distancia que recorre la luz durante un año viajando a la velocidad de 300.000 Km/seg), llegó a la conclusión de que “la materia oscura está presente en el universo en una densidad mucho mayor que la de la materia visible”. Posteriores investigaciones han confirmado la existencia de esta particular forma de organización material, la cual interacciona muy débilmente con la materia ordinaria e inclusive consigo misma, como se ha concluido de las observaciones realizadas en el cúmulo Bala a 3000 millones de años luz de la Tierra.

Los teóricos que investigan en este campo proponen que la materia oscura está compuesta por “partículas masivas que interactúan débilmente” y a las que han bautizado con la sigla, en inglés, WIMP. Algunos científicos piensan que las WIMP son tan abundantes que miles de millones de ellas estarían atravesando su cuerpo mientras lee estas líneas. Para tratar de capturar los oscuros corpúsculos se han colocado, bajo tierra y en el espacio, diversos tipos de detectores que hasta ahora no han mostrado señal alguna. Se tiene la esperanza de que en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que este año empezará a operar a niveles de energía mayores que los que tenía cuando allí se descubrió el bosón de Higgs, aparezcan las primeras señales de las elusivas WIMP.

El astrofísico Michael Turner acuñó el término “energía oscura” después de que en 1998 se concluyera que el universo parecía estar aumentando su velocidad de expansión, tras analizarse las explosiones de una clase particular de estrellas situadas a miles de millones de años luz de la Tierra. A partir del explosivo momento del nacimiento del universo la expansión del mismo se veía frenada por la acción de la fuerza de gravedad; pero hace entre 4000 a 8000 millones de años después del big bang, se encendió la energía oscura y se dio inicio a un acelerado proceso de expansión que contrarrestaba el tirón gravitacional causado por la materia ordinaria. ¿Ese lado oscuro de la fuerza ha permitido mantener constante la velocidad de expansión del cosmos o la ha aumentado? Esa es una importante cuestión por definir y diversos artilugios por venir, con sensibilidad suficiente, medirán la tasa de expansión cósmica en el pasado. Una explicación adecuada de la naturaleza de la energía oscura parece requerir, además, del desarrollo de una teoría cuántica del espacio y la gravedad, es decir, la anhelada fusión de las dos grandes teorías de la física actual: la mecánica cuántica y la teoría general de la relatividad.

Parodiando a Charles Darwin, materia y energía oscuras son el mayor misterio de todos los misterios que los físicos de hoy intentan resolver; tarde o temprano la investigación científica, como siempre, arrojará brillante luz sobre tan oscuro problema. De todas formas, el universo es mucho más sorprendente de lo que podemos imaginar.

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