materia oscura autointeractuante

Un cristal de níquel irradiado con iones se asemeja a una sala donde, tras un concierto, quedan sillas de más. Esas sillas son átomos intersticiales, encajados entre los nodos de la red. Primero se agrupan en racimos y luego se ordenan en anillos: unos anillos permanecen inmóviles en el suelo, otros ruedan por la sala como aros.

La luz de una galaxia lejana llega hasta nosotros atravesando su propio polvo. Este polvo no es una niebla uniforme, sino nubes irregulares, como jirones de algodón. Los modelos antiguos lo trataban como una neblina homogénea, y entonces la galaxia no cuadraba en cuanto a energía: demasiada luz se perdía en el ultravioleta y muy poca regresaba en el infrarrojo.

El radiotelescopio FAST, con su antena de quinientos metros, captó una señal en la longitud de onda de 21 centímetros, la forma en que brilla el hidrógeno frío. La señal provenía de una nube bautizada como Cloud-9. Flota en el espacio junto a la galaxia M94, pero no contiene ni una sola estrella.

En el lejano cosmos existe un objeto hipotético: un agujero negro ultrafrío. Está cargado y se encuentra en un universo en expansión (espacio de Sitter). Su temperatura está cerca del cero absoluto, aproximadamente una billonésima de grado por encima de él.

La luz de lejanos cuásares, abriéndose paso a través de miles de millones de años, deja en la película cósmica un patrón de líneas oscuras de absorción: el bosque espectroscópico de Lyman-alfa. Cada línea es como una nota en una grandiosa partitura, escrita por el hidrógeno del medio intergaláctico.

Un gran tanque subterráneo con xenón líquido espera un evento raro: el empujón de una partícula de materia oscura. Normalmente, la gravedad es demasiado débil para que ese empujón se note.

Una nube gigante de materia invisible actúa como un espejo deformante: distorsiona la luz de una galaxia lejana. Con esas distorsiones, los astrónomos pueden pesar la nube y asomarse a su interior.

El universo crece como una metrópolis: las galaxias-rascacielos se levantan sobre un armazón invisible de materia oscura; su peso atrae el material de construcción. Mientras, la energía oscura hace que la propia ciudad se expanda sin cesar.

Una estrella de neutrones es el remanente superdenso de una explosión de supernova, donde una cucharadita de materia pesa mil millones de toneladas. Muchas de ellas, como descubrió en 1967 Jocelyn Bell Burnell, se convierten en púlsares — faros cósmicos que emiten pulsos regulares en el rango de radio.

Los cosmólogos han enfrentado a dos tipos de explosiones cósmicas. Las supernovas de tipo Ia son estrellas que estallan con un brillo casi idéntico, por lo que sirven como faros fiables para medir distancias en el universo.

La materia oscura es el armazón invisible del universo. No brilla, pero su atracción mantiene a las estrellas dentro de las galaxias. En algunos modelos, las partículas de esta materia pueden colisionar e intercambiar energía, como las moléculas en el aire caliente.

Cuando un coche con control de crucero pasa sobre un bache, la velocidad sube un instante, pero el motor sigue funcionando suavemente. Algo parecido se ha observado recientemente en la energía oscura, la fuerza que hace que el universo se expanda cada vez más rápido.

Un arquitecto consulta el plano cuando construye una casa. Para los cosmólogos, el plano es el modelo estándar, y la cinta métrica, la luz de las galaxias lejanas. Recientemente, una nueva «cinta métrica», el instrumento DESI, ha medido distancias a millones de galaxias con una precisión sin precedentes.

El Universo es una enorme ciudad. La materia oscura es el armazón invisible de los edificios, y la energía oscura es la fuerza que estira las calles. Durante mucho tiempo se las consideró independientes, pero una nueva investigación las ha pillado en comunicación secreta.

Dos relojes marcan horas distintas. Uno está en nuestra mesa; el otro, en el pasado remoto, en la luz que quedó tras el Big Bang.

Un globo se infla solo, aunque nadie sople. Así se ve aproximadamente la expansión acelerada del universo, y para explicarla normalmente se invoca la energía oscura, una fuerza invisible e incomprensible. Pero, ¿y si el globo se hincha porque dentro de él aparecen continuamente nuevas moléculas de aire?

Una peonza en una mesa, al girar, se tambalea: el eje de rotación está inclinado y el movimiento se vuelve irregular. Algo similar ocurre con los agujeros negros alrededor de los cuales gira un disco de gas y polvo.

Cuando una estrella masiva agota su combustible, su núcleo colapsa y la onda de choque se precipita hacia afuera. Pero incluso antes de que la estrella se desgarre, en su interior pueden nacer partículas que apenas interactúan con la materia ordinaria. Si se descomponen en luz, la energía se transfiere al denso gas que rodea a la estrella.

La materia oscura es invisible, pero su atracción mantiene unidas a las galaxias, impidiendo que se desintegren. Durante mucho tiempo se pensó que las partículas de materia oscura se atraviesan unas a otras sin notarse. Sin embargo, en las galaxias pequeñas, la densidad de materia oscura en el centro resulta ser menor de lo que predicen los cálculos.

El telescopio espacial James Webb observó el cúmulo de galaxias AS1063 y distinguió decenas de miles de cúmulos globulares: densos "ovillos" de estrellas dispersos por todo el cúmulo. Su ubicación coincidió con el mapa de masa invisible que se construye a partir de la curvatura de la luz de galaxias lejanas.

El universo se expande cada vez más rápido. Antes se atribuía a la energía oscura: una fuerza misteriosa que actúa en solitario. Pero las últimas mediciones parecen haber escuchado una conversación ajena: al parecer, la energía oscura no guarda silencio, sino que susurra con la materia oscura.

El Universo se expande, y la velocidad de esta expansión es motivo de debate. Edwin Hubble descubrió la expansión hace casi cien años, pero las mediciones modernas arrojan valores diferentes.

La materia oscura es una sustancia invisible que mantiene unidas a las galaxias, pero no emite luz. Atrapar sus partículas es como escuchar un susurro en una sala ruidosa. Los detectores comunes solo oyen los golpes fuertes, mientras que las señales débiles se ahogan entre el ruido.

En la danza cósmica, la energía oscura y la materia oscura intercambian energía. Durante mucho tiempo, se pensó que la energía oscura era una fuerza constante que aceleraba el Universo, un descubrimiento por el cual Riess, Perlmutter y Schmidt recibieron el…

Las partículas de materia oscura pueden comportarse como melaza: en un modelo no se estorban entre sí, en otro se empujan ligeramente, creando viscosidad. De esto depende cuán rápido los gigantescos agujeros negros en los centros de las galaxias caen uno hacia el otro y se fusionan.

Ya Vera Rubin descubrió que las estrellas en los bordes de las galaxias se mueven demasiado rápido, como si las sujetara una telaraña invisible. Y Fritz Zwicky fue el primero en sospechar que en los cúmulos de galaxias se esconde una enorme masa invisible.

Dos telescopios miran al mismo universo y ven velocidades diferentes. Las mediciones locales de supernovas dan 73.04 ± 1.04 km/s/Mpc, mientras que los datos de la radiación de fondo de microondas en el modelo estándar predicen 67.36 ± 0.54.