El fascinante mapa de la materia oscura del Universo que tiene maravillados a los científicos

En el universo, la materia ordinaria es la que integra los planetas o estrellas que vemos brillar y representa el 5%, y el resto está en forma de materia y energía oscuras, que permanecen invisibles y misteriosas. Conocer la naturaleza sobre todo de esta última sigue siendo un rompecabezas para la Física.

El proyecto Dark Energy Survey (DES) nació para "escudriñar de cerca" la energía oscura que, según los cosmólogos, produce la expansión acelerada del universo contrarrestando la fuerza de la gravedad. Ahora, más de 400 científicos de 7 países publican en 30 artículos los resultados de tres años de cartografiado de casi un octavo de la esfera celeste.

El resultado, la creación de los mayores y más concisos mapas (en 2D y 3D) de la distribución de materia en el universo reciente y la observación "más precisa" de su evolución, con un análisis cuyas conclusiones son consistentes con las predicciones del modelo estándar de cosmología, dicen los autores.

La fotografía del cielo nocturno ha sido posible gracias a una cámara de 570 megapíxeles instalada en el telescopio Víctor Manuel Blanco en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo (Chile), un telescopio de los 70 que, como explica a Efe Ramon Miquel, director del Instituto de Física de Altas Energías de Barcelona (España), está "sobrediseñado, como las naves espaciales soviéticas, y aguanta lo que le eches".

En este caso, una de las cámaras más potentes que se diseñó específicamente para DES y fue ensamblada y verificada en el laboratorio Fermilab de Chicago.

Aunque DES ha hecho observaciones durante seis años, lo que ahora se presenta es el análisis de los datos de los tres primeros años (2013-2016): 226 millones de galaxias observadas en 345 noches, de las que 100 millones se usan para estos estudios.

Los mapas localizan, tanto la materia ordinaria como la materia oscura del universo hasta una distancia de 7.000 millones de años-luz, detalla Fermilab.

En su análisis, los investigadores compararon los resultados con las medidas del observatorio espacial Planck de la Agencia Espacial Europea, que usó las señales luminosas conocidas como la radiación de fondo de microondas para observar el universo temprano, tan solo unos 380.000 años después del Big Bang.

Esos datos ofrecen una visión muy precisa de cómo era el universo hace 13.000 millones de años, y el modelo cosmológico estándar predice cómo debería haber evolucionado la distribución de la materia oscura (y la ordinaria) hasta la actualidad.

Aunque los resultados publicados ahora son consistentes con la predicción, sigue habiendo indicios, tanto en DES como en otros experimentos, de que la materia en el universo actual se distribuye, en un pequeño porcentaje, de manera más uniforme de lo predicho, "un hallazgo intrigante que merece más investigación".

La materia oscura, cuya existencia se formuló hace más de medio siglo, no emite luz pero ejerce atracción gravitatoria; representa el 25% del universo.

La energía oscura (70%) es diferente: se creía que la expansión del universo era producto del Big Bang en que se originó todo; se aceptaba que en algún momento esa expansión acabaría frenada por el efecto contrario de la fuerza de la gravedad que liga entre sí la materia, pero no es así.

Según la teoría de la relatividad general de Einstein, la gravedad debería provocar una ralentización de la expansión cósmica. Sin embargo, en 1998, dos equipos que estudiaban supernovas lejanas constataron que la expansión del universo se está acelerando.

Se cree que existe algo que de alguna forma crea cada vez más espacio entre las galaxias: la energía oscura. Es una constante que aún no se entiende y supone uno de los grandes retos de la Física.

Esta competición entre energía y materia oscura y cómo la primera evolucionará tiene interés futuro, detalla Miquel. Si el universo sigue disgregándose, dentro de miles de millones de años los cúmulos de galaxias se separarán en galaxias, las galaxias en estrellas, las estrellas en átomos.

Pero si no es así, y gana esa atracción gravitatoria de la materia, habrá un gran colapso, añade el científico, quien apunta que en estos momentos -este ahora son millones de años- se está en "un equilibrio", por eso existen galaxias, planetas y "personas preguntándose por el origen y evolución del universo".

Miquel resume que el modelo estándar "funciona bien", aunque tiene "debilidades": sus dos ingredientes más importantes, materia y energía oscuras, "no sabemos lo que son"; justamente es lo que pretende aclarar DES, aunque por ahora los datos se "ajustan razonablemente bien" al citado modelo.

El análisis de los siguientes tres años de datos no cree que vaya a dar grandes sorpresas, pero pronto se empezará otra generación de experimentos durante diez años en los que se observarán más de 3.000 millones de galaxias.

"Quizás aquí descubramos más cosas, si no habría que aproximarse al problema desde otra perspectiva, más allá de los cartografiados de galaxias".

Los artículos se publican en el repositorio arXiv (sin revisión de otros expertos), aunque ya se han enviado y se siguen remitiendo a revistas científicas.