18/06/2012 - Antimateria, materia oscura y energía oscura

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La antimateria, la materia oscura y la energía oscura son tres cosas absolutamente distintas, al contrario de lo que tiene entendido mucha gente. Veamos una descripción simple y breve de cada una, sin profundizar demasiado, para intentar desarmar un poco esta confusión.

Antimateria

La antimateria es como la materia común y corriente de la que estamos hechos, pero hecha de partículas cuya carga eléctrica está cambiada de signo. Un anti-electrón (por razones históricas también conocido como positrón), por ejemplo, es una partícula igual al electrón, con su misma masa y carga pero de signo eléctrico positivo (el electrón tiene carga negativa). Y un anti-protón es una partícula con la misma cantidad de masa y carga de un protón, pero con carga de signo eléctrico negativo. La antimateria se forma con antipartículas: del mismo modo que un átomo de hidrógeno consiste en un electrón orbitando alrededor de un protón, si juntáramos un anti-protón con un anti-electrón podríamos tener un átomo de anti-hidrógeno, lo cual ha sido logrado en el CERN, por fracciones de segundo.

La antimateria no es ningún asunto de ciencia ficción. Fue predicha teóricamente y descubierta experimentalmente hace prácticamente un siglo. Hace varias décadas que incluso tiene aplicación tecnológica en medicina, en la tomografía por emisión de positrones, aunque su uso como fuente de energía está muy lejos de ser una realidad. Aún quedan bastantes interrogantes científicos pendientes sobre ella, pero es la menos enigmática de las tres.

Materia oscura

Con respecto a la materia oscura, por otra parte, no tenemos ni la más pálida idea de lo que es. Para explicar por qué entonces hablamos de ella, partamos desde cero. Los planetas del sistema solar están en equilibro en una órbita alrededor del Sol, y para que este equilibrio se mantenga la fuerza de gravedad que ejerce el Sol sobre cada uno tiene que ser la justa y necesaria; si la fuerza aumentara atraería demasiado al planeta y el Sol lo engulliría, y si disminuyera, el planeta no sería atraído lo suficiente y saldría despedido del sistema. Más específicamente hay tres variables que deben estar balanceadas: la masa del planeta, su distancia al Sol, y la velocidad con que da vueltas alrededor de éste. Ésta es una ley general llamada conservación del momento angular, que se aplica a todas las cosas y no sólo al sistema solar, incluyendo las galaxias. Ahora bien, nuestra galaxia está hecha de miles de millones de estrellas que giran alrededor del centro, nuestro sol siendo una de ellas. Y así como los planetas de nuestro sistema solar guardan cierto equilibro entre su distancia al Sol, su masa y su velocidad orbital, del mismo modo las estrellas de nuestra galaxia y todos los cuerpos celestes, nebulosas y materia en todas sus formas, también deberían cumplir ese mismo balance entre su distancia al centro de la Vía Láctea, su masa y la velocidad orbital. Pero a simple vista esto deja de respetarse a medida que nos alejamos del centro de la galaxia, a pesar de que todo sigue estando en equilibrio. La explicación más simple es que en realidad la ley sí se cumple, lo que sucede es que hay mucha masa “escondida” que por algún motivo no podemos ver, que sería la necesaria para que la ley se mantenga en pie. A esta masa invisible la llamamos materia oscura, por razones obvias. Creemos que está ahí pero ignoramos su naturaleza.

Hay otros fenómenos físicos que también delatan su existencia, además del mencionado, como por ejemplo las lentes gravitacionales, pero hay bastante debate al respecto. Incluso podría terminar siendo cierto que efectivamente nuestra querida ley de conservación no se aplica a gran escala, o bien hay fallos en otras leyes relacionadas, aunque es poco probable.

Energía Oscura

Por último está la energía oscura. Si antes estábamos desconcertados, ahora lo estamos aún más. El Universo está, como sabemos, en expansión desde el Big Bang. Pero las galaxias ejercen una fuerza de gravedad entre ellas mismas que tiende a acercarlas entre sí, y por lo tanto a frenar la expansión del Universo. Hasta hace poco no estábamos seguros de si esta fuerza era suficiente para frenar la expansión (y eventualmente volver a comprimirlo todo, como un Big Bang inverso), o si por el contrario no era suficiente, en cuyo caso lo único que lograría sería disminuir la velocidad de la expansión. Sin embargo, en la década de 1990 se descubrió que la fuerza de atracción entre las galaxias ni siquiera alcanza para esto último. El Universo se expande cada vez más rápido, lo cual nunca habríamos esperado, porque para esto hace falta algo que lo esté acelerando. Y si hay una aceleración, tiene que deberse a alguna fuerza por ahora misteriosa. A la energía que produce esta fuerza, absolutamente incomprendida, le llamamos energía oscura.

Fuente CEA

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