materia oscura difusa

Una vieja esfera estelar, que ha reunido cientos de miles de soles, lleva miles de millones de años girando por las afueras de una galaxia enana. Según los cálculos, hace mucho que debería haberse desplomado hacia el centro, como una piedra pesada en un cuenco de gelatina. Pero la esfera se mantiene en su sitio, y ese hecho no deja dormir a los astrofísicos desde hace varias décadas.

Ocho puntos brillantes en el cielo radioeléctrico. Son el mismo cuásar HS 0810+2554, cuya luz atravesó una lente gravitacional: una galaxia masiva en primer plano.

Dentro de la supercomputadora, quince grumos de ondas estables —solitones— chocan para formar un halo de materia oscura. Estas ondas obedecen a la ecuación que a principios del siglo XX dedujo Erwin Schrödinger para los electrones, pero ahora dibujan el retrato de un gigantesco capullo galáctico.

Desde que Fritz Zwicky notó que los cúmulos de galaxias se movían demasiado rápido, y Vera Rubin midió la rotación de los brazos espirales, la materia oscura sigue siendo el principal enigma de la cosmología.

El universo temprano con desplazamiento al rojo z>7 fue un escenario de crecimiento desenfrenado: los agujeros negros con masas de hasta mil millones de soles ya brillaban como cuásares, devorando gas a un ritmo monstruoso. Cómo estos gigantes lograron crecer en tan poco tiempo es uno de los enigmas más candentes de la astrofísica.

Cuando dos partículas de materia oscura se acercan, pueden atraerse con más fuerza de lo esperado. Este fenómeno se conoce como amplificación de Sommerfeld y funciona como un muelle invisible que se comprime antes del impacto. Durante mucho tiempo se creyó que el muelle se comprimía tanto más cuanto más lentas se aproximaran las partículas.

La materia oscura es una sustancia invisible que se manifiesta solo a través de su influencia gravitatoria: curva la luz de galaxias lejanas, como una ventana invisible que desvía los rayos.

La masa de un bizcocho está llena de pasas diminutas. Si la masa es homogénea, todas las pasas se hinchan por igual y el bizcocho queda uniforme. Pero si la masa tiene grumos — unas zonas más dulces, otras más insípidas—, las pasas se distribuyen de manera desigual: en unos sitios habrá muchas y en otros, ninguna.

Una estrella moribunda no es simplemente un desvanecimiento. En sus últimos instantes, el núcleo, sin combustible, se comprime sobre sí mismo a una velocidad colosal. La gravedad clásica no deja opción: si la masa es suficiente, nace un agujero negro — una región de la que ni siquiera la luz puede escapar.

Dos bolas pesadas giran en la superficie de un estanque. De ellas se expanden círculos: son ondas gravitacionales. Cuando las bolas se acercan, las ondas se llevan energía y los círculos se vuelven más frecuentes.

El universo está lleno de una sustancia invisible: la materia oscura. Sentimos su atracción, pero ¿de qué está hecha? Quizás es un océano de partículas ultraligeras, con una masa tan pequeña que se comportan más como ondas que como partículas. Para captar este oleaje cósmico, los científicos recurrieron a los faros más precisos: los púlsares.

En los primeros instantes tras el Big Bang, el cosmos se asemejaba a un estanque gigante que se enfría. Así como el agua, al congelarse, se cubre de una red de grietas, el universo en enfriamiento también pudo agrietarse, pero no con hielo, sino con hilos finísimos de energía pura. Estos hilos se denominan cuerdas cósmicas.

La materia oscura es una sustancia invisible que mantiene unidas a las galaxias, pero que hasta ahora se escapa de la observación directa.

El telescopio James Webb detectó en el Universo temprano «puntos rojos»: objetos densos de decenas de años luz. El análisis espectral de su luz mostró que es el color del hidrógeno. Pero en rayos X son casi invisibles, como un potente reflector envuelto en una cortina de gas de múltiples capas.

La galaxia NGC 3627, una belleza espiral en la constelación de Leo, guarda una estela que no encaja en ningún escenario estándar. Una estrecha banda de gas frío, una estela molecular, se extiende a lo largo de más de 8 kilopársecs (miles de pársecs, cada uno de unos 3260 años luz) con un ancho de unos 200 pársecs.