Entrevista a Vicent Quilis
«La detección de materia oscura supondría un cambio crucial en el modelo físico del universo»
Astrofísico y profesor de la Universidad de Valencia
El modelo actual del universo considera que uno de sus constituyentes es la materia ordinaria, que puede observarse de manera directa y forma tanto a los seres vivos como a las estrellas y los planetas. Sin embargo, se cree que deben existir otros componentes que no se han detectado de esta manera, como la materia oscura y la energía oscura, cada uno aún más misterioso que el anterior. Vicent Quilis, profesor titular del Departamento de Astronomía y Astrofísica de la Universitat de València, responde a algunos de los enigmas que plantean estos elementos.
La materia oscura no se ha detectado de manera directa, a diferencia de la ordinaria, a la vista de los telescopios. ¿Cómo se llega a la conclusión de que hay algo más, indetectable ante la observación directa?
La presencia de materia oscura se deduce a partir del comportamiento de ciertas estructuras como las galaxias o los cúmulos de galaxias. Todos ellos muestran indicios de la existencia de una gravedad más fuerte de la que se produciría con la materia que solamente vemos. Este razonamiento indujo a postular la existencia de una materia que, aunque crea gravedad, no la vemos. Durante los años 30 del pasado siglo se sugirió esto como una premisa muy especulativa, pero reapareció con más potencia en los años 70.
«Uno de los fines de las pruebas que se realizan en el CERN es detectar o producir partículas de materia oscura»
Así que la materia oscura no puede detectarse de manera directa, pero los científicos creen que existe debido a su interacción gravitatoria. ¿De qué está formado un elemento tan enigmático?
Hay muchos candidatos. Como toda materia, la materia oscura estaría formada por partículas. Se han invocado numerosos tipos, como los axiones; incluso hubo momentos en que se especuló con que fueran microestrellas. También se estudió la posibilidad de que se tratara de neutrinos. Sin embargo, todas estas hipótesis tienen muchos inconvenientes y se han ido descartando candidatos porque, por ejemplo, la velocidad de los neutrinos es muy alta. De esta manera, las estructuras resultantes de estas partículas serían muy grandes, enormes, y no se corresponderían a lo que se observa al mirar por un telescopio.
¿Será posible encontrar algún día las partículas que forman la materia oscura?
Los físicos de partículas están realizando experimentos en aceleradores de partículas con nuevos detectores para intentar atrapar esas partículas o, al menos, detectarlas. Si eso ocurre, supondrá un cambio crucial en el modelo físico que tenemos de nuestro universo, porque será la corroboración de la existencia de materia oscura. Además, sabremos qué tipo de partícula es. En estos momentos hay varios de esos experimentos en marcha. Uno de los fines últimos de las pruebas que se realizan en el acelerador de partículas LHC del CERN, en Suiza, es detectar o producir partículas de materia oscura.
Antes ha hecho referencia a tres constituyentes del universo: la materia ordinaria, la materia oscura y la energía oscura. ¿Cómo se concluye la existencia de este último componente?
Las galaxias se alejan unas de otras, un comportamiento que parece indicar que el universo se expande. La velocidad a la que lo hace depende de su contenido material, es decir, la cantidad de materia que tenga dentro. En la formulación moderna de la Física, materia y energía son equivalentes. Observaciones recientes han mostrado que el universo se está reacelerando; algo lo está empujando en las fases más cercanas al momento en el que nos encontramos. Se cree que esta reacción es consecuencia de una energía repulsiva a la que llamamos energía oscura.
«Las galaxias se alejan unas de otras, un comportamiento que parece indicar que el universo se expande»
¿El universo se está reacelerando?
Podría decirse que, después del Big Bang, el universo empezó a frenarse. Aunque se expandía, su velocidad fue disminuyendo y, ahora, en los últimos instantes (cosmológicos, hay que tener que la edad del universo es de casi 14 mil millones de años) de ese frenado, durante el decaimiento de la explosión del Big Bang, se ha reacelerado. Esta reacción se atribuye a la existencia de este componente de energía oscura, repulsiva, mencionado anteriormente. Presumiblemente, la energía oscura también existía antes, pero era menos relevante y no dominaba. Ahora que el empieza a decaer el empuje de la explosión del Big Bang, ha reaparecido y está reacelerando el universo.
Entonces, una vez el empuje que causó el Big Bang empieza a perder fuerza, la energía oscura comienza a tener mayor impacto en el universo y acelera el ritmo de su expansión.
Ese es el razonamiento teórico que se ofrece para explicar esta reaceleración del universo que se observa con los grandes telescopios. Se trata de una hipótesis menos fundamentada que la existencia de materia oscura porque, mientras que se han detectado numerosos fenómenos en el universo que indican la existencia de ésta última, la energía oscura es una posibilidad un tanto especulativa. Todavía más que la materia oscura; la cual, insisto, tampoco se ha detectado nunca de manera directa.
