El Misterio de la Energía Oscura

elmundo.es 20 agosto 2010

En 1989 los astrofísicos confirmaron que "algo" muy abundante en el Universo y que está por todos los sitios, empuja la expansión que comenzó con el Big Bang haciendo que se acelere. Esa energía oscura, cuya existencia ha sido desde entonces confirmada con multitud de observaciones astronómicas, es uno de los misterios de la ciencia. Y ahora comienza a ser un poco más conocida. Hoy se publica en Scienceel resultado de nuevas observaciones con el Telescopio Espacial Hubble (HST) que delimitan, precisamente, cómo funciona la energía oscura que da cuenta de unas tres cuartas partes del contenido del Universo. La materia convencional, la que conocemos formando estrellas y galaxias, es solamente un 3% del total.

Abell 1689 es un cúmulo de galaxias sorprendente. Situado a unos 2.300 millones de años luz, en la dirección de la constelación de la Virgen, es uno de los objetos masivos más impresionantes del Universo conocido. La materia del cúmulo, equivalente a decenas de billones de veces la masa del Sol, funciona además como una lente gravitatoria amplificando las imágenes de gralaxias que están muy por detrás de ella. Algunas realmente lejanas, como  A1689-zD1, descubierta con el HST en agosto de 2008, que se encuentra a casi 13.000 millones de años luz, es decir, su luz comenzó a viajar hacia nosotros cuando el Universo tenía menos de 1.000 millones de años de edad (ahora tiene unos 13.700 millones de años). La abundancia de imágenes de galaxias lejanas aumentadas por esta lente gigantesca de 2 millones de años luz de apertura facilita a los astrofísicos una labor complicada: entender cómo es la distribución de la materia y la energía y, de esta manera, comprender ese misterio de la materia oscura.

Hace 2 años, utilizando el Observatorio Chandra de Rayos X de la NASA, se obtuvo una imagen de la distribución de la materia de Abell 1689 a partir de esta luz de altas energías, producida por gas caliente, a cientos de millones de grados. La distribución del gas permitía comenzar a comparar los datos provenientes de las imágenes ópticas del cúmulo, los cálculos a partir de los arcos de luz de las imágenes de las galaxias de detrás del mismo y el gas caliente entre las galaxias que lo forman. Las piezas no cuadraban entonces, aunque estaba claro que sólo si se introducía en la ecuación la energía oscura podría resolverse el rompecabezas.

En el artículo publicado ahora, con nuevas imágenes en detalle de los arcos de luz distorsionados por la lente gravitacional, un equipo internacional de astrofísicos estadounidenses, franceses y británicos, ha conseguido reproducir en cierto modo la geometría del Universo detrás de Abell 1689, identificando y calculando las distancias a esas galaxias lejanas, mediciones que están influenciadas precisamente por la manera en que el Universo se va expandiendo de forma acelerada. Gracias a ello se puede medir cómo actúa esta fuerza separatista, esa energía oscura de naturaleza desconocida. El problema es que no es fácil realizar toda esta reconstrucción de cómo se doblan los haces luminosos de las galaxias si no se conoce además la distribución de la materia en el mismo. Por complicar un poco más aún la cosa, la materia no es simplemente la que vemos en forma de galaxias y gas caliente del cúmulo, la llamada materia convencional, sino que hay que añadir por cada gramo de esta materia unos ocho de materia oscura (no confundir con la energía oscura: los astrónomos no pasarán a la historia precisamente como los mejores nomencladores del mundo, más bien como los más confusos). La materia oscura, como su nombre indica, no se ve a través de luz que emita, pero percibimos su existencia a partir de la influencia gravitatoria que tiene en el entorno cercano. 

Por ejemplo, en el caso de Abell 1689, si la materia que contiene sólo fuera la visible en forma de galaxias y gas, sería una estructura que se habría disipado ya en el espacio. La atracción de la materia oscura es la que lo mantiene unido. Pues bien, en el complejo análisis de la luz distorsionada por el cúmulo incide directamente esta materia, y su distribución en el cúmulo. Los modelos matemáticos que los expertos comienzan a aplicar y ahora se presentan marcan un nuevo avance en el aporte que desde la astronomía observacional, una labor compleja de recopilación de datos con los más grandes telescopios, se está haciendo a la Cosmología teórica, que aún tiene que desarrollar modelos científicos que permitan entender realmente cómo funciona y evoluciona nuestro Universo, esa peculiar mezcla de 73 partes de energía oscura, 24 partes de materia oscura y 3 pequeñas partes de la materia que pensábamos hace unos años era todo el Universo. [Foto: NASA, ESA, E. Jullo 

(JPL/LAM), P. Natarajan (Yale) and J-P. Kneib (LAM). En la imagen, el cúmulo Abell 1689 en el óptico preenta una abundancia de galaxias de color amarillo. Superpuesta, en púrpura, la distribución de materia oscura y convencional que forma la lente gravitatoria]