¿Cómo afecta la materia oscura la evolución del Universo?

Los astrónomos y los astrofísicos siempre están mirando hacia arriba, intentando comprender qué existe en el Universo y por qué tiene ese aspecto. Cuando utilizamos telescopios para observar el cielo y recoger toda la luz que podemos, encontramos miles de millones de galaxias. Pero estas galaxias no están distribuidas al azar alrededor del Universo. Siguen una estructura impulsada por la fuerza de la gravedad y guiada por la presencia de materia oscura.

La materia oscura se llama de esta forma porque eso es prácticamente todo lo que sabemos de ella: es una partícula del Universo que tiene masa y no emite ni refleja luz. Nunca hemos sido capaces de ver directamente una de estas partículas de materia oscura —aunque hay emocionantes experimentos que las buscan—, a pesar de que constituyen más del 80% de toda la materia del Universo. Lo que sí podemos ver es el efecto gravitatorio que tiene la materia oscura sobre las galaxias y su distribución en el Universo. Las propiedades de la materia oscura afectan la evolución del Universo, cómo se forman y crecen las galaxias y cómo se agrupan para formar la mayor estructura del Universo: la red cósmica.

En la actualidad, los científicos piensan que justo después del comienzo del Universo con el Big Bang, todo tenía un aspecto bastante similar en todas las direcciones. Había casi la misma cantidad de hidrógeno, fotones y materia oscura en todas partes. Pero existían pequeños cúmulos de materia y, debido a la gravedad, estos cúmulos siguieron creciendo cada vez más, llegando a ser lo suficientemente grandes como para convertir el gas en estrellas y formar galaxias. El tamaño y la masa de un cúmulo (o “halo”) que puede convertirse en una galaxia depende de las propiedades de la materia oscura. Por tanto, si queremos saber más sobre la materia oscura, tenemos que entender cuántas galaxias hay de un determinado tamaño. Si vemos un montón de galaxias pequeñas, eso apoyaría nuestra hipótesis actual más probable sobre las propiedades de la materia oscura. El Observatorio Rubin catalogará más de 10 000 millones de galaxias en el cielo nocturno del hemisferio sur, incluyendo una gran muestra de galaxias pequeñas, ¡si es que existen!

Además de las propiedades de las propias galaxias, la materia oscura también determina el número de galaxias que vemos en una determinada dirección. La mayoría de las galaxias se encuentran fluyendo juntas a lo largo de extensas estructuras filamentosas. Esto deja la mayor parte del espacio como zonas vacías sin muchas galaxias. El tamaño de estos filamentos y vacíos depende de la constitución de la materia oscura. Para comprender y medir realmente esta estructura a gran escala del Universo, debemos ser capaces de observar enormes zonas del cielo y, al mismo tiempo, ver las galaxias más tenues y distantes. Esta es exactamente una de las finalidades de la construcción del Observatorio Rubin.

Cuanto más sepamos sobre lo que podría ser la materia oscura, más sabremos cómo se formó y evolucionó el Universo, y más cerca estaremos de detectar directamente la materia oscura. ¡Vuelve aquí para verificar los apasionantes descubrimientos que harán los científicos cuando el Observatorio Rubin entre en funcionamiento!