¿Qué es la materia oscura?

Desde hace décadas los astrónomos han propuesto que el 85% de la materia del universo es “oscura”; es decir, que no interactúa con la radiación: los rayos gamma, la luz, las ondas de radio, etc. La materia oscura no emite radiación, ni la absorbe, ni la refleja. Si no la vemos, ¿por qué pensamos que existe? Se debe a que los grandes conglomerados como las galaxias y los cúmulos de galaxias no se evaporan.

En el caso del sistema solar, por ejemplo, la masa del Sol es suficientemente grande como para mantener en órbita a todos los planetas. Sin embargo, a nivel de galaxias, si se cuenta la cantidad de masa de la materia común, la de los átomos que constituyen los elementos de la tabla periódica, la que podemos detectar porque emite, refleja y absorbe luz, no es suficiente para mantener unidos a todos los astros que integran a estos inmensos conglomerados. Así, sistemas como la galaxia de Andrómeda, con sus cien mil millones de estrellas nubes de gas y de polvo y decenas de galaxias enanas satélites, deberían estarse disgregando, pues la masa total de Andrómeda, inferida por la materia que vemos, no debería ser suficiente para mantenerla estable. Para explicar la gravedad adicional que se requiere para que los astros visibles de las galaxias permanezcan unidos, se invocó la existencia de “materia oscura”. Cómo no se sabe de qué está compuesta se pensó en partículas que interactúan poco con la materia visible como los neutrinos, e incluso algunas por descubrir como los axiones.

Existen varios laboratorios buscando las partículas de materia oscura. Como mencionamos antes deberían ser partículas que ejercen fuerza gravitacional, pero que interactúan poco con la materia común, de otra manera ya se hubiesen descubierto. Su nombre genérico es WIMPS, del inglés Weakly Interacting Massive Particles, es decir, Partículas Masivas de Baja Interacción.

Uno de los laboratorios donde se está buscando materia oscura es el SNOLAB (por sus siglas en inglés, Sudbury Neutrino Observatory). Se encuentra en Sudbury, Ontario (Canadá) ¡a dos kilómetros de profundidad!, en una extensión de una mina canadiense donde se extrae níquel.

El objetivo del laboratorio es lograr medir la interacción de algún wimp con la materia común, que debe ser poco frecuente, por ejemplo, una interacción por año de un wimp con una tonelada de materia terrestre. Para no confundir la interacción que causarían los rayos cósmicos o la radioactividad, es decir, partículas comunes que vienen del espacio o de la Tierra misma, el laboratorio es subterráneo y los instrumentos están metidos dentro de inmensos tanques rellenos de agua para aislarlos para partículas distintas a las de materia oscura.

Hasta el momento ninguno de los laboratorios del mundo ha encontrado materia oscura. Esto ha llevado a los científicos a diseñar instrumentos cada vez más sensibles. Además, existe un grupo creciente de físicos que ha llegado a pensar que la materia oscura no existe, sino que la explicación que dieron Newton y Einstein a la gravitación no es universal, y no aplica a distancias tan grandes como las de las galaxias y las de cúmulos de galaxias.

Uno pensaría “¿para qué se invierte tanto en buscar algo que podría no existir?”. Pues al menos para la mina en donde está SNOLAB, la construcción de los laboratorios llevó a los ingenieros a construir nuevas excavadoras que ahora han permitido aumentar considerablemente su producción. En general, la ciencia básica es un gran motor para el desarrollo de nuevas tecnologías, de todo tipo.