Imaginaos ahora este instante en que los

murmullos se arrastran discretamente y las

espesas tinieblas llenan el gran navio del

Universo.

Esas palabras de Chakespeare en Emrique V (Acto IV, esc. 1) nos podría valer ahora a nosotros para estrapolarlas a este tiempo y haciendo un ejercicio de imaginación, convertir esas tinieblas en la “materia oscura”, esa clase de materia que no podemos ver y que nos soluciona, de un plumazo, el inmenso problema de de la estructura del Universo. Esa clase de materia “transparente” que no emite radiación, podría explicar el ritmo a grandes escalas que hemos podido observar en el comportamiento del Universo y que no sabíamos a qué era debido. Bueno, no lo sabíamos hasta la llegada de la “Materia Oscura”…”ahora sí lo sabemos”, o, al menos, eso dicen algunos.

Sabemos, por ejemplo que, en el centro de la Galaxia, en Sagitario A, reside un gran mostruo que tiene tres millones de masas solares y, en la imagen de arriba podemos ver a un grupo de estrellas que lo orbitan en un perído de 15 años. Hemos hablado aquí de ese lugar, del Centro galáctico y, también de otras regiones que tienen inmensos Agujeros Negros que, al ser singularidades, hacen que el tiempo allí se distorsione y que el espacio adquiera una curvatura infinita. Sin embargo, la “materia oscura” no está compuesta por esos objetos exóticos y, según los cosmólogos, es otra cosa diferente, algo que no sabemos lo que es, algo que no podemos ver, algo que no tenemos ni idea de cómo se pudo formar ni de cuanto tiempo lleva aquí y de qué clase de partículas estará formada. “La Materia Oscura” es, en realidad, un auténtico misterio. Todos hablan de ella pero, nadie sabe lo que es.

Hablar de la materia oscura es para mí como hacerlo de esos personajes y animales míticos que sólo están en la mente del autor que nos narra una historia en la que, pueden estar presentes los Unicornios y también los más extraños personajes y animales que sólo existen en las peores pasadillas de mundos inimaginalbes.

Con la Materia Oscura nos pasa como cuando un enfermo terminar recibe la noticia de que ha aparecido un medicamento milagroso que podría curar su mal. Allí ponen todas sus esperanzas. Puede parecer extraño que los cosmólogos pongan todas sus esperanzas  en comprender el Universo centrándolo en una materia tan misteriosa como esa, pero eso es lo que está sucediendo en nuestros días.

Y no es que se trate  simplemente de agarrarse a un “clavo ardiendo”: aprovecharnos de la ignorancia de la naturaleza de la materia oscura para adjudicarle todas las propiedades que se requieran para resolver los problemas más inmediatos. ¿Qué falta hace conocer las propiedades de esta clase de materia para que nos resuleven el problema de la formación de las galaxias?

Cuando nos encontramos con un problema desconocido del que ignoramos los motivos que lo producen, rápidamente construimos un modelo hipotético que lo resuelve y, nuestra ignorancia, queda a salvo y fuera de la vista de los demás. Según las leyes de la mecánica de Newton, la velocidad de una estrella a lo largo de su órbita depende de la masa de la galaxia contenida dentro de la órbita de la estrella. Sin embargo, la masa visible es mucho menor que lo esperado. ¿Donde está la masa que falta?

De la misma manera, las galaxias en el Universo se agrupan en cúmulos y supercúmulos de galaxias que para mantenerse unidos necesitan una inmensa cantidad de materia que genere la fuerza de gravedad necesaria para conseguirlo. Sin embatgo, la masa requerida no se observa ¿Donde está?

¿Cómo podríamos detectar la presencia de la Materia Oscura? ¿Cual será la naturaleza de la Materia Oscura? ¿Será posible que los objetos que constituyen la materia oscura del universo (si es que finalmente existe esa materia), esten formados por partículas que no hemos llegado a conocer por no emitir radiación y ser diferentes a los Quarks, Leptones y Hadrones? Algunos físicos antiguos muy famosos que fueron nombrados Sir por la reina de Inglaterra, decían que la materia se generaba de manera expontánea en nuestro universo a partir de una sustancia cósmica primera. ¿ Será esa sustancia cósmica o Ilem (como la llamaban los clásicos griegos), la matería que estos llaman oscura?

Lo cierto es que andamos perdidos. Hay cosas en el vasto universo que no podemos explicar. La idea básica del papel de la materia oscura es fácil de entender. Como todos hemos llegado a saber, partimos de una dificultad primera que no hemos sabido resolver, nadie ha podido imaginar cómo evolucionó el universo, ya que tiene que ver con el hecho de que, si el cosmos entero está hecho de materia normal, la formación de galaxias no pudo haber empezado hasta muy avanzado el “juego”, después de que el universo se ha enfriado hasta el punto de que pueden existir átomos y la radiación se pueda desaparejar. Para entonces, la expansión de Hubble habría diseminado tanto la materia que la gravedad por sí sola no sería suficientemente fuerte para reunir cúmulos antes de que  todo se escapara de su alcance. Entonces, si eso es así (que lo es)… ¿Cómo puñetas se formaron las galaxias?

Debajo de esta imagen (Una espectacular colisión frontal entre dos galaxias vista desde el Telescopio espacial Hubble de la NASA de la Galaxia Lenticular), podemos leer los párrafos de abajo que, en algunos de sus tramos denotan nuestra ignorancia. Y, así ha sido siempre, hablamos y hablamos y no dejamos de hablar de… ‘lo que no sabemos! En realidad, nadie sabe, como pudieron formarse las galaxias.

“La formación de galaxias es una de las áreas de investigación más activas de la astrofísica, y en cierto sentido, esto también se aplica a la evolución de las galaxias. Sin embargo, hay algunas ideas que ya están ampliamente aceptadas.

Actualmente, se piensa que la formación de galaxias procede directamente de las teorías de formación de estructuras, formadas como consecuencia de las débiles fluctuaciones cuánticas en el despertar del Big Bang. Las simulaciones de N-cuerpos también han podido predecir los tipos de estructuras, de las imágenes captadas por el Hubble podemos deducir que las morfologías y la distribución de galaxias observadas en nuestro Universo actual y, examinando las galaxias distantes, del universo primigenio. Por lo general la media de estrellas en las galaxias es de 100.000 -150.000 millones de estrellas.

 

¿Y si la materia oscura no importa? Para todo aquellos escépticos, un matemático italiano ha conseguido lo nunca antes visto. El hombre ha llegado a través de una serie de fórmulas complejas y con extraordinaria similitud, trazar las curvas de la rotación de las galaxias espirales sin necesidad de materia oscura. Dicho de otra forma, a través de sus cálculos, el matemático ha representado la fuerza que mantiene unidas a las galaxias sin la necesidad de materia oscura. El trabajo de Carati frente al razonamiento deductivo de toda la comunidad científica.

Hasta ahora todos los experimentos científicos tenían a la materia oscura como parte esencial del entendimiento de las galaxias, para explicar aquello que no vemos. Si contamos la cantidad de masa en las galaxias espirales como la nuestra y luego tomamos el modelo de su rotación, obtenemos una imagen muy diferente a la que empíricamente se observa. La cantidad de masa en el centro de las galaxias espirales es enorme pero las estrellas exteriores se mueven alrededor de los discos galácticos con tanta rapidez que deberían volar hacia el espacio interestelar.

Lo cierto es que, no todos están de acuerdo con la existencia de la materia oscura y creen que los fenómenos que observamos se deben a otros parámetros que nos son desconocidos, e, incluso, podría tratarsde de alguna propiedad desconocida de la Fuerza de la Gravedad, o, ¿por qué no? podrían ser fluctuaciones del vacío que rasgan el espacio-tiempo y dejan entrar, en nuestro universo, esa fuerza misteriosa que incide directamente en el comportamiento de nuestras galaxias y estrellas…lo cierto es que, no sabemos, realmente lo que pueda ser el motor conductor de esa anomalía observada y, sin embargo, ahí estamos con “la materia oscura por aquí” “la materia oscura por allá” y, la representamos de mil maneras distintas para poder convencer, a los excepticos .

El colmo de los colmos está en noticias como esta: “3 marzo 2012. “Los astrónomos que usan datos del Telescopio Hubble de la NASA han observado lo que parece ser un grupo de materia oscura que es parte de restos de un naufragio entre los cúmulos masivos de galaxias. El resultado podría desafiar las teorías actuales sobre la materia oscura que predicen que las galaxias deberían estar ancladas a la sustancia invisible, incluso durante el choque de una colisión.”

Abell 520 es una fusión gigante de cúmulos de galaxias situadas a 2,4 mil millones de años luz de distancia. La materia oscura no es visible, aunque su presencia y la distribución se encuentra indirectamente a través de sus efectos. La materia oscura puede actuar como una lupa, curvar la luz y causar la distorsión de las galaxias y cúmulos detrás de ella. Los astrónomos pueden usar este efecto, llamado lente gravitacional, para inferir la presencia de materia oscura en los cúmulos de galaxias masivas”.

¿”…han observado lo que parece ser un grupo de materia oscura que es parte de restos de un naufragio entre los cúmulos masivos de galaxias”? ¿Qué tonteria es esa?

Imágenes como estas tratan de explicar lo que no tiene explicación y, explican a su conveniente manera lo que ahí se está viendo y que, no es, necesariamente, lo que la explicación que se nos da quiere dar a entender.

Un grupo de astrónomos que utilizó telescopios de ESO anunció en abril una sorprendente falta de “materia oscura” en la galaxia dentro de la vecindad del Sistema Solar. Pero, me pregunto yo, si no sabemos como es la materia oscura, ¿de qué manera podemos detectar su falta o su presencia?

Por otra parte, el galimatias que se está formando en torno a la materia oscura es descomunal. ¿Cuántos estudios se han realizado con resultados dispares? Unos dicen que la materia oscura “se observa alrededor de las Galaxias” y otros, por el contrario, vienen a decirnos que la falta de materia oscura en las galaxias es desconcertante.

Así las cosas, tenemos que convenir en una realidad que nadie puede negar: La materia oscura (al menos de momento) es algo intangible, algo hipotético que se ha pensado que podría existir a partir de las anomalías observadas en el comportamiento de las galaxias y que nadie sabe explicar a qué puede ser debido y, en esas estábamos cuando llegó la idea “luminosa” y mencionó la “materia oscura” y, todos se lanzaron en tropel sobre ella, ¡era la salvación!

emilio silvera

Cuando hace casi veinte años la joven Amina Helmi(Bahía Blanca, Argentina, 1970) defendía su tesis doctoral, la Agencia Espacial Europea (ESA por sus siglas en inglés) daba luz verde a la misión Gaia, el satélite que iba a cartografiar mil millones de estrellas de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Lo que la astrónoma no sabía es que su carrera iba a estar ligada a Gaia de una forma casi platónica.

Los trabajos de Helmi ayudaron a configurar el instrumento del satélite que mide las velocidades radiales, es decir, cómo se mueven las estrellasrespecto a quienes las observan. Dos décadas después, con Gaia a 1,5 millones de kilómetrosfotografiando cuerpos celestes sin parar, la astrónoma forma parte del consorcio que procesa toda información generada y la hace pública para que puedan trabajar con ella investigadores de todo el mundo.

“Es lindo“, afirma Helmi, que es catedrática de Dinámica, Estructura y Formación de la Vía Láctea en el Instituto Astronómico Kapteyn de la Universidad de Groninga (Países Bajos). La arqueóloga galáctica – como la suelen llamar por sus estudios sobre el origen de la Vía Láctea – ha impartido una conferencia en el ciclo La ciencia del cosmos, la ciencia en el cosmos organizado por la Fundación BBVA y ha charlado antes con EL ESPAÑOL.

¿En qué punto se encuentra Gaia? La misión iba a durar hasta 2018 pero la ESA la acaba de ampliar hasta el 31 de diciembre de 2020.

Esperamos que siga observando un par de años más. Ya se han publicado los datos del primer año de observaciones y ahora, en abril de 2018, será la siguiente publicación. Estamos trabajando como locos porque son muchos datos. Nadie tuvo nunca tantos de la Vía Láctea y estamos tratando de validarlos y de hacerlos públicos para que sean fáciles de manejar. Uno ve la calidad de los datos y es espectacular.

Imagina todo lo que se va a descubrir con esos datos después.

Sí. Para mí especial porque cuando empecé a trabajar en astronomía, mi tesis doctoral coincidió con el momento en que Gaia empezó a concebirse. Me doctoré en el 2000 y ese año fue elegida como una de las próximas misiones espaciales de la ESA. La vi desde su concepción y contribuí en un instrumento que mide las velocidades radiales. Haber arrancado con eso y hoy tener la posibilidad de analizar los datos y ver lo que se puede hacer es increíble.

¿Gaia es como la niña de sus ojos, que decimos en España?

Algo así. Aunque hay mucha gente que siente lo mismo que yo (ríe).

En su tesis descubrió que en la Vía Láctea, un grupo de estrellas, que llamaron la Corriente de Helmi en su honor, pertenecía a otra galaxia. ¿Nuestra galaxia engulle a otras?

Sí, es como una fusión. La Vía Láctea tiene varios componentes: un disco con estrellas que se formaron en el propio disco y, alrededor, un halo. Pensamos que las estrellas del halo se formaron en galaxias más pequeñas que se fusionaron por la atracción gravitacional mutua. Es como un árbol genealógico, con muchas galaxias pequeñas que se fusionan y dan lugar a una más grande y en esa se forma el disco. Creemos que estos procesos eran muy frecuentes en el universo temprano, cuando era joven, porque el universo era más pequeño y las posibilidades de colisionar con otra galaxia, mayores. Varias de estas galaxias han dado lugar al halo estelar. La cuestión es encontrarlas, aunque con Gaia se debería poder.

¿De hace cuántos millones de años estamos hablando?

No lo sabemos bien. Eso también es lo interesante. Si la edad del Universo es de 15.000 millones de años, el disco se formó más o menos a los 7.000 millones. Lo que pasó antes es más difícil de estudiar y es entonces cuando creemos que ocurrieron estas fusiones. Pero no sabemos en qué momento, ni cuántas fueron. Hay estrellas que ahora se encuentran en el halo cuya edad es la misma que la del Universo. Son la segunda o tercera generación de estrellas. Eso también es muy interesante porque son una ventana a los procesos que tuvieron lugar cuando el Universo era muy joven. Y son estrellas que ahora están en nuestras vecindades. De pronto puedes dar un salto del presente hacia el pasado, un salto muy grande, con mucha información que va a permitir reconstruir cómo se formó una galaxia.

¿Con Gaia vamos a poder ver la Prehistoria galáctica?

Vamos a ver toda la Historia, desde la Prehistoria hasta hoy.

En un estudio que publicó con datos de Gaia explicaba que muchos grupos de estrellas se desplazaban por el halo como si fueran bandadas de pájaros. ¿Qué les empuja a seguir esa dirección?

Una galaxia es un conglomerado de estrellas que están juntas y se mueven juntas sobre el espacio. Pero cuando este conglomerado se acerca a la Vía Láctea, siente una fuerza de marea. De la misma manera que se deforma la Tierra por la fuerza de atracción entre la Luna y la Tierra, la galaxia más pequeña también se deforma. Como la Vía Láctea es mucho más grande, más pesada, la más pequeña no sobrevive, se estira y se destruye. Las estrellas siguen la misma trayectoria que seguiría la galaxia y forman una corriente de estrellas que se mueven en el halo y que giran en torno a la Vía Láctea. Esa es la bandada de pájaros.

Otra de sus líneas de investigación es la materia oscura. ¿Qué sabemos de ella a día de hoy?

Poco (ríe). Si miras cómo se mueven las galaxias en el universo o las estrellas en la Vía Láctea, lo hacen más rápido de lo que uno derivaría en base a la cantidad, porque hay una relación entre la velocidad y la cantidad de masa: veo tanta masa y debería medir tanta velocidad, pero la velocidad es diez veces mayor. De ahí viene el término materia oscuraporque en realidad no la vemos. Sabemos que hay algo que hace que las estrellas se muevan más rápido y la idea fundamental es que son partículas fundamentales que todavía tienen que ser detectadas en la Tierra. Hay muchos experimentos de física que están tratando de detectar materia oscura de forma directa. El modelo cosmológico se basa en asumir este tipo de partículas y hacer predicciones. Como el modelo funciona, es muy posible que la materia oscura sean estas partículas que tenemos que detectar en algún momento.

Si vas a un congreso, las mujeres tienden a ser un poco menos protagonistas, no están gritando, tratando de imponer sus ideas, frente a hombres que quieren mostrar que saben.

Conozco personas que han vuelto a España con un contrato Ramón y Cajal, y se han vuelto a ir. Es muy triste que no se haya sabido retenerlos.

Ciencia-ABC Reportaje de Prensa

Por qué el Planeta Nueve tiene que existir

Astrónomos dicen que es más difícil explicar el Sistema Solar sin su presencia que con ella