¿Qué es la materia oscura?
La materia oscura es una forma de materia invisible que no emite, absorbe ni refleja luz ni radiación electromagnética, por lo que no puede ser observada directamente. Su presencia solo se infiere por los efectos gravitatorios que ejerce sobre la materia visible, como estrellas, galaxias y cúmulos galácticos .
Se estima que constituye aproximadamente el 85 % de toda la materia del universo, mientras que la materia ordinaria, compuesta por átomos, representa solo alrededor del 5 %, con la energía oscura completando el conjunto . Su función principal es actuar como andamiaje gravitacional que permite la formación y estabilidad de estructuras cósmicas .
¿Cómo se descubrió la materia oscura?
Las primeras pistas (década de 1930)
El astrónomo Fritz Zwicky, en 1933, observó que las galaxias de un cúmulo se movían tan rápido que la materia visible no bastaba para mantenerlas unidas gravitacionalmente. Concluyó que debía existir una “materia oscura” que ejercía una fuerza gravitacional adicional .
Curvas de rotación y Vera Rubin
En los años 70, Vera Rubin confirmó evidencia clave: las estrellas orbitan en los bordes de las galaxias a velocidades inexplicables si solo existiera materia visible. Esto consolidó la teoría de la materia oscura como componente esencial del universo .
Lentes gravitacionales y el Cúmulo Bala
Observaciones como el Cúmulo Bala y lentes gravitacionales muestran que el centro del cúmulo—rico en gas—no coincide con la masa visible, señalando que la mayor parte de la masa es materia oscura, desacoplada del cúmulo de gas .
¿Para qué sirve la materia oscura?
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Construir la estructura del universo: Su gravedad formó filamentos y halos donde se agrupa la materia visible, permitiendo que se formen galaxias, cúmulos y la llamada “web cósmica” .
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Dar estabilidad galáctica: Sin la atracción gravitatoria adicional de la materia oscura, las estrellas en galáxias se dispersarían .
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Explorar física más allá del modelo estándar: La naturaleza desconocida de la materia oscura desafía las teorías actuales y abre puertas a nuevas partículas o fenómenos físicos.
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Herramienta científica clave: Permite medir distancias y masa cósmica a través del análisis de lentes gravitacionales .
¿Cómo se produce la materia oscura?
Candidatos principales
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WIMPs (Partículas Masivas de Interacción Débil): Hipotéticas partículas que interactúan muy poco con la materia ordinaria y que podrían haber sido producidas en el universo temprano.
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Axiones: Partículas ultraligeras diseñadas para resolver enigmas de la física cuántica y postuladas también como potencial materia oscura .
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Agujeros negros primordiales: Formados en el universo primigenio tras el Big Bang, podrían constituir parte de la materia oscura .
Producción en el universo temprano
Según estudios teóricos, partículas como axiones podrían haber sido generadas durante fases tempranas del universo, por ejemplo en la inflación, o mediante mecanismos térmicos de “freeze-out” que dejaron relictos oscuros . WIMPs también podrían haber resultado de interacciones en el plasma primordial, y detectarse indirectamente en experimentos actuales .
Evidencia de auto-interacción
Una investigación reciente del Instituto de Astrofísica de Canarias (enero 2025) propone que la materia oscura podría experimentar interacciones más allá de la gravedad, como una auto-interacción extremadamente débil, observada en galaxias de baja masa.
La materia oscura es el pilar invisible de nuestro universo. Su existencia está ampliamente respaldada, aunque su naturaleza sigue siendo un gran enigma. Desde las primeras observaciones de Zwicky hasta los últimos modelos teóricos, su estudio abre caminos hacia nuevos horizontes en física y cosmología. Cada observación y experimento nos acerca un poco más a desvelar este misterio que conecta lo más pequeño con lo más vasto del cosmos.
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Fuentes
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https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/What_is_dark_matter
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https://science.osti.gov/hep/Research/Particle-Astrophysics/Dark-Matter
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https://chandra.harvard.edu/press/06_releases/press_082106.html
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https://rubinobservatory.org/explore/science-goals/dark-matter
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https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid
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https://cfa.harvard.edu/research/topic/dark-energy-and-dark-matter
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https://ras.ac.uk/news-and-press/research-highlights/seeing-dark-matter-new-light
