Cómo hacer visible lo invisible: así es el mapa más completo hasta la fecha de la materia oscura, uno de los grandes misterios del Universo

Mapa de la materia oscura Derechos de autor de la imagen DES
Image caption El mapa fue elaborado con imágenes de 26 millones de galaxias. Las áreas más rojos corresponden a zonas con mayor cantidad o densidad de galaxias.

El mapa que ves en la imagen arriba es absolutamente excepcional.

Para elaborarlo fue preciso fotografiar 26 millones de galaxias, y en su creación trabajaron cerca de 400 investigadores de más de 20 instituciones en siete países.

El mapa muestra la distribución de uno de los componentes más misteriosos del universo, la materia oscura.

Y es el más completo divulgado hasta el momento sobre este fenómeno.

Pero, ¿qué es la materia oscura y en qué se diferencia de la energía oscura?

Y si la materia oscura no puede observarse, ¿cómo lograron los científicos hacer un mapa de su distribución?

"Uno de los mayores misterios"

El mapa fue creado por el proyecto internacional denominado Dark Energy Survey, DES, literalmente Cartografiado de la Energía Oscura.

Observatorio de Cero Tololo Derechos de autor de la imagen DES
Image caption La cámara utilizada por el proyecto DES está montada en el telescopio Víctor M. Blanco en el Observatorio de Cero Tololo.

El tipo de materia que conocemos, desde nosotros mismos hasta las galaxias, constituye sólo cerca del 4% del Universo, según teorías actuales. El resto es lo que se ha denominado materia oscura (cerca del 26%) y energía oscura (70%).

"La materia oscura y la energía oscura representan uno de los mayores misterios en el mundo de la ciencia", dijo a la BBC el profesor Ofer Lahav, de University College London, presidente del consejo consultivo de DES.

"No podemos simplemente contentarnos con decir que no sabemos que son estos fenómenos. Tenemos que hacer un esfuerzo para visualizarlos".

Materia oscura

La materia oscura no emite ni absorbe luz, por lo que es imposible verla directamente.

Pero los científicos saben que existe por los efectos que provoca, al ejercer atracción gravitatoria sobre la materia que sí podemos ver.

La materia oscura atrae a otros cuerpos que son visibles con telescopios, pero ella en sí es invisible, ya que no emite luz ni interacciona electromagnéticamente.

Un ejemplo de esos efectos se ve en las galaxias en espiral, que giran más rápido de lo que deberían si la única materia que existiese en ellas fuese la visible.

Energía oscura

La energía oscura es diferente y es la misteriosa fuerza que sería responsable de la aceleración en la expansión del universo.

Telescopio Blanco y la Vía Láctea Derechos de autor de la imagen DES
Image caption El telescopio Blanco y la Vía Láctea...
Telescopio Blanco visto por dentro Derechos de autor de la imagen DES
Image caption y el telescopio visto por dentro.

La energía oscura no se comporta como la materia. Cuando el universo se expande la densidad de materia disminuye (se diluye como en un gas), mientras que la densidad de energía oscura se mantiene constante.

Es como si al expandir el espacio apareciese milagrosamente más energía.

El valor de la energía puede deducirse a partir de mediciones de la expansión acelerada, que indican que representa entre el 70 y 75% de todo el cosmos.

"Una de las cámaras digitales más potentes"

El gran desafío ha sido encontrar formas de estudiar y visualizar un fenómeno invisible.

Cámara del proyecto DES Derechos de autor de la imagen DES
Image caption La cámara capta imágenes de 570 millones de pixeles.
Cámara del proyecto DES junto a uno de los investigadores Derechos de autor de la imagen DES
Image caption Es una de las cámaras más sensibles del mundo. En la imagen se ve la cámara junto a Jiangang Hao, uno de los cerca de 400 investigadores que participan en el proyecto DES.

Y el Proyecto DES, que comenzó en 2004, es el esfuerzo más ambicioso para hacerlo.

El cartografiado requirió captar imágenes de 26 millones de galaxias con una de la cámaras digitales más potentes del mundo.

La cámara de 570 megapixeles, Cámara de Energía Oscura o DECam, se encuentra montada en el telescopio Víctor M. Blanco en el observatorio de Cerro Tololo en Chile.

La cámara es capaz de detectar luz de galaxias que están a 8 mil millones de años luz.

Visualizar lo invisible

Si la materia oscura no puede observarse, ¿cómo logran los científicos mapear su presencia?

Galaxia en espiral NGC 1566 Derechos de autor de la imagen DES
Image caption La cámara del proyecto DES captó esta imagen de la galaxia NGC 1566, una galaxia espiral a unos 50 millones de años luz de distancia en dirección en la constelación del Dorado.

Se requieren instrumentos de enorme precisión para detectar la materia oscura en base a la forma en que afecta la luz de galaxias distantes.

Estudiando la forma en que la luz es distorsionada por la materia oscura, los investigadores pudieron calcular la distribución de esta última.

Y analizando los cambios en la distribución con el tiempo fue posible determinar cómo actúa la materia oscura sobre la luz.

Los investigadores también infirieron cantidades de materia oscura y energía oscura de la densidad y ubicación de galaxias.

"Un nuevo Einstein"

Los científicos esperan que el mapa ofrezca pistas sobre qué son realmente esos fenómenos invisibles que componen el 96% del universo.

Los datos divulgados son resultado de observaciones de los últimos dos años.

Pero los investigadores recogerán información durante otros cuatro años y en un área más extensa del cielo.

"Cuando completemos el mapa final habremos realizado observaciones de 300 millones de galaxias y mil supernovas", señaló Ofer Lahav.

"Entonces tendremos datos suficientes para que un nuevo Einstein nos diga qué significan realmente y responda al gran interrogante: ¿Por qué el Universoes como es?".

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