Según la tercera ley de Kepler que en 1618 relacionaba la velocidad de giro de los planetas alrededor del Sol con su distancia al mismo, ratificada y explicada después en 1687 por Isaac Newton en sus “Philosophiæ naturalis principia mathematica”, los objetos que giran debido a la atracción gravitatoria de un objeto masivo central, giran más despacio cuanto mayor es la distancia al mismo. Ocurre con los planetas alrededor del Sol o con los satélites alrededor de un planeta y debería ocurrir también con las estrellas de una galaxia.
Pero en 1978 la astrónoma estadounidense Vera Rubin y su colega Kent Ford que se habían dedicado a la medición de la velocidad de rotación de las estrellas respecto del centro de las galaxias, descubrieron que en contra de lo esperado las estrellas de una galaxia se mueven a la misma velocidad independientemente de su distancia al centro de la misma.
Este hecho no se explicaba con la masa observada, por lo que se dedujo que las galaxias debían contener mucha mayor masa de la que somos capaces de ver.
A esa masa que no podemos ver se la denominó materia oscura.

Aun seguimos sin verla a pesar de los costosos experimentos realizados. Aunque sí que tenemos una teoría que intenta explicar la existencia de esa materia, la Supersimetría. Según esta teoría, cada partícula elemental del Modelo Estándar -quarks, electrones, bosones, neutrinos, etcétera- tendría una pareja supersimétrica, pero con mucha más masa y con unas propiedades distintas,  que no emiten ni absorben luz y que no tienen carga eléctrica, por lo que nos resulta muy difícil detectarlas debido a sus débiles interacciones.

Por otro lado tenemos la energía oscura.
En 1998 las observaciones de supernovas de tipo 1A muy lejanas, realizadas por parte del Supernova Cosmology Project en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y el High-z Supernova Search Team, sugirieron que la expansión del Universo se estaba acelerando.
Desde entonces, esta aceleración se ha confirmado a través de las medidas de la radiación de fondo de microondas o de las lentes gravitacionales.
Estas medidas sugieren la existencia de una especie de fuerza gravitacional repulsiva que sería la responsable de que el universo se expanda a una velocidad superior a la que cabría esperar debido a la materia que contiene.

El resultado es una composición del universo como el que se ve en el gráfico:

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Es decir, la materia que podemos llamar normal, la que se puede ver como estrellas, galaxias o nebulosas, suponen menos del 5% de la materia total del universo.

Sin embargo, en un reciente trabajo publicado en The Astrphisycal Journal, investigadores de la universidad de Ginebra, han sido capaces de explicar tanto la velocidad de rotación de las estrellas en las galaxias, como la expansión acelerada del universo, a partir de un nuevo modelo que llaman “la invarianza del espacio vacío”.
Según André Maeder, del departamento de Astronomía de la Universidad de Ginebra y autor principal de la nueva investigación, en el modelo del Big Bang, el mas aceptado en la cosmología actual, hay una hipótesis de partida que no se ha tenido en cuenta, la invariancia de escala en el espacio vacío. Es decir, que tanto el espacio vacío como sus propiedades no cambian después de una dilatación o de una contracción.

A partir de este modelo, Maeder ha sido capaz de predecir la expansión acelerada del Universo sin tener que recurrir a la energía oscura. Es decir, es muy posible que, después de todo, la energía oscura no exista, y que la expansión acelerada esté contenida en las ecuaciones de la física.
Y por otro lado, aplicando su hipótesis a las leyes de Newton descubrió que estas sufrían una ligera que modificación en el sentido de la aparición de una pequeña aceleración hacia afuera que explicaba la velocidad de las estrellas en las zonas externas de las galaxias sin necesidad de la existencia de materia oscura.
En resumen este nuevo modelo aparentemente es capaz de explicar dos los enigmas mas importantes que presenta la Física actual: la materia y la energía oscuras.

De momento es prometedor. Veremos que recorrido tiene en el futuro.

Para mas información:

http://www.abc.es/ciencia/abci-materia-oscura-y-energia-oscura-existen-verdad-201711221603_noticia.html

http://www.elmundo.es/ciencia/2014/04/06/533ee252e2704eba338b4581.html

 

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