¿Qué es la materia oscura?

La materia oscura es una forma misteriosa de materia que ejerce efectos gravitacionales sobre la materia ordinaria pero no se puede observar por ningún otro medio. Si bien las nubes de materia convencionales se pueden detectar a través de su actividad estelar, dispersión de luz, emisiones de radio y otros medios, las nubes de materia oscura son invisibles para la gran mayoría de nuestros instrumentos. Sin embargo, constituyen el 90% - 99% de la materia en el universo.

En los años 30, los astrónomos Fritz Zwicky y Sinclair Smith realizaron un análisis de la velocidad de las galaxias dentro de los grandes cúmulos galácticos Virgo y Coma. Descubrieron que todas las galaxias se movían entre diez y cien veces más rápido de lo que deberían, dadas las estimaciones basadas en la densidad estelar observada. Algo invisible generaba gravedad adicional.

Aunque las observaciones iniciales de Zwicky y Smith parecían proporcionar una fuerte evidencia de la materia oscura, no todos los cosmólogos estaban convencidos. Debido a que estos cúmulos galácticos estaban tan lejos, era difícil medir con precisión las velocidades independientes de cada galaxia en una escala de tiempo de meras décadas. La evidencia más sólida llegó en los años 70 cuando científicos como Rubin, Freeman y Peebles comenzaron a analizar las curvas de rotación de las galaxias. Las estrellas en galaxias espirales, como la nuestra, se movían más rápido alrededor del núcleo galáctico de lo que indicaría su masa observable.

Finalmente se descubrió que todas las galaxias contienen halos de materia oscura que se extienden mucho más allá de los límites de la galaxia indicados a través de un telescopio. Se dice que estos halos están compuestos por MACHO (objetos de halo compactos astrofísicos masivos) y WIMP (partículas masivas que interactúan débilmente). Se cree que los MACHO son principalmente agujeros negros y enanas marrones (estrellas quemadas). Están compuestos de materia convencional o bariónica: los átomos con los que estamos familiarizados, solo que están muy comprimidos. Se dice que los WIMP son formas de materia no bariónicas, partículas que interactúan débilmente y se mueven a velocidades relativistas. El candidato más probable para WIMP son el neutrino y sus primos.