Su encanto con el público en general quizá se deba al nombre; “materia oscura” suena a que hay un gran misterio por resolver. Pero para físicos y astrónomos es más importante, y mucho más excitante, que, de existir la materia oscura y de ser cierto que constituye 85% del Universo, implicaría que tienen mucho por descubrir y toda una nueva física por crear.
La perspectiva es tan emocionante que, por ejemplo, el primero de julio pasado despegó la misión espacial Euclides, con un costo de mil 400 millones de euros y la tarea, entre otras, de conocer más sobre la materia y la energía oscuras o, como prefieren llamarlo en la Agencia Espacial Europea (ESA) el “universo oscuro”.
También está Lux Zeplin, un detector de al menos
50 millones de dólares que tiene la casi imposible tarea de detectar una forma de materia que no está compuesta por átomos, que no interactúa con la luz ni con ninguna otra forma de radiación electromagnética y se supone que muy rara vez interactúa con la “materia regular”.
Pero toda la hipótesis de la materia oscura se podría derrumbar por completo con métodos tradicionales que permitieron encontrar a mediados del siglo XIX a Neptuno y casi un siglo después a Plutón y que se estaban utilizando para la búsqueda del noveno planeta del sistema solar (dado que Plutón perdió ese estatus).
A la antigüita
Cuando Alexis Bouvard publicó, en 1821, las tablas astronómicas del planeta Urano, que en ese entonces era el planeta más alejado del Sol que se conocía, le pareció que había algo raro en la forma como recorría su órbita, y propuso que un cuerpo le estaba perturbando a través de una interacción gravitacional.
Entre 1845 y 1846, el inglés John Couch Adams y el francés Urbain Le Verrier, haciendo cálculos de manera independiente, llegaron a la conclusión de que se trataba de un “nuevo” planeta (entonces el octavo), y predijeron el lugar aproximado del espacio en donde podría encontrarse.
›Como fueron los cálculos de Le Verrier los que se utilizaron en el Observatorio de Berlín para encontrar al planeta en 1846, éste se llamó, por un tiempo, “el planeta de Le Verrier”, pero el propio científico francés propuso que se le nombrara Neptuno, lo que, después de algunas peleas internacionales, fue aceptado.
Sin embargo, Neptuno no explicaba todas las desviaciones de la órbita de Urano, y el propio Neptuno se movía de forma extraña; así que casi cien años después, en 1906, Percival Lowell, un empresario estadounidense que había instalado su propio observatorio en un pueblo llamado Flagstaff, en Arizona, para explorar los canales de Marte con la esperanza de encontrar rastros de una civilización, empezó la búsqueda de lo que llamó el planeta X.
Lowell murió en 1916, pero la búsqueda siguió, y en febrero de 1930, un joven de 25 años llamado Clyde Tombaugh, con base en los cálculos, apuntó el telescopio en la dirección correcta y encontró al cuerpo que se llamaría Plutón y que sería considerado un planeta hasta 2006, cuando la Unión Astronómica Internacional lo degradó.
En esta esquina…
Apenas tres años después del avistamiento de Plutón, el astrónomo suizo Fritz Zwicky calculó que en un grupo de galaxias llamado Coma tendría que haber 400 veces más materia de la que se podía observar para que se mantuviera la cohesión del grupo.
Los cálculos de Zwicky consideraban que, según la Ley de Newton, la interacción gravitacional va disminuyendo con el cuadrado de la distancia. Esto implica que, por ejemplo, en el sistema solar, las velocidades orbitales de los planetas lejanos al Sol sean mucho más lentas que los cercanos. Sin embargo, las galaxias de Coma se movían a grandes velocidades y, de no existir mucha más materia entre las galaxias, éstas tendrían que haberse dispersado.
Según el escritor de ciencia, Michael Brooks, en su libro 13 cosas que no tienen sentido, asegura que en su momento nadie hizo caso de los cálculos de Zwicky, aparentemente porque era muy pesado. En 1942, el holandés Jan Oort llegó a la misma conclusión, pero nadie le hizo caso tampoco.
Curiosamente en la historia de la ciencia, fue hasta que una mujer, Vera Rubin, alzó la voz que los astrónomos empezaron a hacer caso. Rubin midió las velocidades de las estrellas en la parte externa de la galaxia de Andrómeda, y descubrió que eran iguales independientemente de qué tan lejos estuvieran del centro de la galaxia.
›Para explicar sus observaciones, que publicó en 1970, Rubin rescató el término materia oscura que Zwicky había acuñado. En 1980, en la Universidad de Harvard, se realizó la primera reunión para analizar el tema entre físicos y astrónomos, y en ella Rubin dijo, confiada, que en una década más se sabría qué era.
El hecho es que aún no se sabe, por lo que en julio de este 2023, a bordo de un cohete de Space X, despegó el telescopio espacial Euclides, el cual hará un mapa dinámico en tres dimensiones de mil 500 millones de galaxias para tratar de encontrar, por un lado, la materia oscura, y por otro lado, la energía oscura, la responsable de la expansión del universo.
Sin embargo, Euclides, que a finales de este mes de octubre debería estar empezando a operar, ha tenido problemas de “puntería”, pues el complejo sistema que controla hacia dónde apunta el telescopio, y que va ajustando su posición para que logre tomar exposiciones de 10 minutos del mismo lugar exacto, ha tenido que ser actualizado. Sus datos empezarán a llegar a principios del próximo año.
Por su parte Lux-Zeplin, un detector bajo tierra que tiene que mantener dos tanques con diez toneladas de xenón líquido (por lo que debe operar a cien grados centígrados bajo cero) con el que quizá interactúen las hipotéticamente llamadas partículas masivas de interacción débil, sólo ha tenido un primer resultado que se reportó en julio de 2022 y que tiene poca confiabilidad.
En la otra esquina
En el otro extremo está una teoría conocida como Dinámica Newtoniana Modificada (o Mond por su nombre en inglés), que propone que la ley de la gravedad de Isaac Newton es válida hasta cierto punto; de manera que, cuando la aceleración gravitacional se vuelve muy pequeña, entra en acción un comportamiento gravitacional diferente que se mantiene a mayores distancias.
Mond ha tenido éxito para explicar algunas observaciones a escalas galácticas, por lo que algunos científicos la consideran una alternativa competente a la “materia oscura”.
Hace unos días, el 5 de octubre, Harsh Mathur, de la Universidad Case Western Reserve, y Katherine Brown, del Hamilton College, publicaron en The Astronomical Journal una investigación en la que aplicaron Mond al estudio de los objetos en el sistema solar exterior, donde aún se busca a un noveno planeta o planeta X.
“Queríamos ver si los datos que respaldan la hipótesis del Planeta Nueve descartarían efectivamente a Mond”, dijo Mathur en un comunicado de prensa. En cambio, descubrieron que Mond explica con precisión las observaciones que se han hecho en el sistema solar lejano, incluyendo las de 2016 que parecía que podrían explicarse por un noveno planeta.
“Mond es realmente bueno para explicar las observaciones a escala galáctica”, agrega Mathur, “pero no esperaba que tuviera efectos notables en el sistema solar exterior”.
Epílogo donde alguien saca una navaja
En esta pelea entre la hipótesis sofisticada, de multimillonarios aparatos y de grandes expectativas (nada menos que explicar el 85% del universo que aún no entendemos), y la que sólo pide que hagamos correcciones en los cálculos que empezó a hacer en el siglo XVIII el llamado “último de los magos” o el primero de los científicos, alguien podría sacar una navaja.
La navaja de Occam, un principio que señala que, entre dos explicaciones, la más sencilla suele ser la correcta… Y a Mond también le sirve el mapa de mil 500 millones de galaxias.
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