Hoy rindo pleitesía a un maestro del periodismo científico. Miguel Ángel Sabadell nos explica, desde la web de Muy interesante, qué son (potencialmente) la materia oscura, la energía oscura y por qué mantienen a medio mundo científico con la mosca tras la oreja.El artículo completo, lo encontraréis este mes bajo el título "Algo pasa con la gravedad":¿Nos enfrentamos con una nueva física? Eso piensan unos cuantos astrofísicos, que sospechan que nos encontramos a las puertas de una nueva teoría de la gravedad. “Desde la década de 1970 los astrónomos saben que las regiones más externas de las galaxias parecen violar las leyes de la
gravitación newtoniana”, dice John D. Anderson. Por aquella época todo el mundo esperaba que las estrellas de esas zonas se comportaran siguiendo las inexcusables leyes de la mecánica celeste: la velocidad orbital se reduce a medida que nos alejamos del centro galáctico. Sin embargo, se encontró que todas las estrellas situadas en las zonas exteriores de la galaxia se mueven a la misma velocidad independientemente de su distancia al centro. La única manera de reconciliar la gravedad newtoniana con las observaciones era postulando la existencia de un halo de materia que envuelve la galaxia. Claro que esta solución provocaba nuevos e incómodos interrogantes. ¿Por qué no observamos ninguna traza de su existencia? Si fuera materia normal emitiría un mínimo de radiación, pero no recibimos ni un solo fotón de ese supuesto halo.
¿Solución? Una nueva huída hacia adelante afirmando que se trata de algo totalmente diferente y extraño a la que conocemos y sobre la que no existe la más mínima evidencia de qué puede tratarse, un tipo de materia indetectable que solo se deja ver por el influjo gravitacional que provoca en las estrellas circundantes. Esta es la
materia oscura, un caramelo para los físicos teóricos pues tienen patente de corso para estirar sus teorías y sacar de la chistera partículas de lo más peregrinas que puedan dar cuenta de unas propiedades tan coloristas. La
materia oscura se enfrenta a un peculiar reto: han pasado casi 80 años desde que
Fritz Ziwcky postulada su existencia por primera vez y nadie sabe qué es; ni siquiera hay una observación directa que nos confirme que está ahí. En la actualidad hay una decena de experimentos en marcha en laboratorios subterráneos -como
el de Canfranc en el Pirineo aragonés- esperando ver una partícula de materia oscura chocando con un núcleo atómico. Otros doce pretenden detectar la aniquilación de una pareja de partículas de materia oscura mientras se espera a que el
LHC de Ginebra, el famoso acelerador que se estropeó al poco tiempo de inaugurarse, pueda producirla. Ante esta sequía de pruebas lo que la física está pidiendo es un acto de fe, muy parecido al que pidió en el siglo XIX con el también indetectable éter, infinitamente rígido y elástico a la vez.
Tal situación ha sembrado un bien fundado escepticismo entre algunos cosmólogos. Los científicos del Fermilab de Chicago Scott Dodelson y Michele Liguori buscan pruebas que justifiquen la existencia de una nueva teoría de la gravedad capaz de explicar la estructura a gran escala del universo. "Debemos estar condenadamente seguros de que no podemos explicar el
universo de otro modo que no sea aceptando la materia oscura", dice Dodelson. El camino al que apuntan es modificar la teoría de Einstein, hacerla más precisa, del mismo modo que hizo el genio alemán al completar la gravitación universal de Isaac Newton.
Una posibilidad es la llamada
teoría de la gravedad relativista covariante, formulada en 2004 por Jacob Bekenstein. Está basada en una versión modificada de la teoría newtoniana publicada en 1983 por Mordehai Milgrom. Según este físico israelí la teoría de Newton no se aplica bien a regiones de densidad de materia extremadamente baja. Según él la gravedad es más intensa en sistemas difusos y esto puede explicar el movimiento de las estrellas en las regiones exteriores sin tener que hace uso de la invisible y misteriosa materia oscura. Así, de igual modo que la teoría newtoniana no se aplica en campos gravitatorios intensos y debe ser sustituida por la einsteniana, quizá sea necesaria una nueva teoría para regiones con campos muy débiles. Esta propuesta inicial de Milgrom ha sido retomada, completada y corregida por Bekenstein. Pero todavía hay mucho camino por recorrer. "Debemos comprobar todas las predicciones de la nueva teoría y compararla con el paradigma de la materia oscura para ver si es una alternativa viable", añade Liguori.
Otro físico, John Moffat, ha propuesta una
teoría gravitacional no-simétrica que también intenta explicar el misterio de la materia oscura. En esencia sigue el mismo camino que recorrió Einstein en los últimos años de su vida y fracasó: encontrar una teoría unificada de campos. El asunto es bastante técnico y la clave reside en comparar las ecuaciones del campo electromagnético con las del gravitatorio. Entre ellas hay una peculiar diferencia que si se solventase apuntaría a "la existencia de una nueva fuerza fundamental en el universo", dice Moffat. Las complicaciones matemáticas de esta aventura científica son homéricas y hasta el momento solo se han encontrado aproximaciones a lo que podría ser una nueva teoría, pero los pocos físicos que trabajan en ello piensan que van a poder expulsar del universo esa inexplicable materia oscura.
Y si no teníamos suficiente con ella, en 1997 los cosmólogos añadieron una complicación aún mayor: ese año se descubrió que el universo estaba acelerando. La relatividad general dice que, si no hay más materia que la que arde, es imposible luego "algo" debe estar empujando. ¿El qué? Nada más fácil. Ya teníamos la materia oscura para explicar el movimiento de las estrellas, luego introduzcamos algo aún más extraño para explicar esta
aceleración: la
energía oscura. No obstante, un pequeño número de científicos sostienen que no es más que una nueva indicación de que debemos modificar nuestra concepción de la gravedad. Entre ellos se encuentran Martin Kunz y Domenico Sapone. El problema fundamental, como estos dos físicos declaran, es que "no podemos observar directamente ni la energía oscura ni la gravitación modificada". No hay manera de distinguir experimentalmente entre ambas: "las dos parecen lo mismo", añade Kunz.
