No hay nada más oscuro que el universo. Ni los abismos de los océanos, ni el gótico, ni H. P. Lovecraft, ni el traje negro de Karl Lagerfeld, ni la boca del lobo.

La del universo es una oscuridad de 93 000 millones de años luz de diámetro. Vivimos dentro de un balón inabarcable relleno fundamentalmente de un plasma enrarecido, de hidrógeno y helio ionizados. Enormes distancias separan las velas: las galaxias.

¿Cómo es el universo? Existe un modelo cosmológico, elegante, que lo explica. Es coherente con la mecánica cuántica, la relatividad general, y concuerda mayoritariamente con las observaciones astronómicas actuales. El modelo dicta que la materia observable solo es el 5 % del universo. Una materia invisible, transparente, que ni emite ni refleja la luz es el 25 %: la materia oscura. Y el 70 % restante es una fuerza invisible que explicaría por qué la expansión del universo durante los últimos cinco mil millones de años se ha acelerado más rápido de lo esperado.

El 95 % de los ingredientes de la receta no se sabe lo que son. Es como si la humanidad desconociera la harina del bizcocho.

“Demasiada oscuridad, ¿no? Realmente son términos que hacen referencia a nuestra ignorancia”, escribe Ignacio Trujillo Cabrera, del IAC, en un artículo que explica cómo es el universo.

Pero lo que se oscurece ahora es lo invisible.

A pesar de los experimentos realizados hasta la fecha, no se ha conseguido encontrar una partícula candidata a materia oscura y los científicos consideran cada vez más la posibilidad de que no sea lo que hasta ahora han contado. Es una colosal incertidumbre sobre lo incierto.

“¿Ha llegado la hora de considerar que la materia oscura no existe?”, se preguntaba Bárbara Álvarez González, física de la Universidad de Oviedo. La idea de que no estemos entendiendo bien la gravedad y que la materia oscura no exista lleva muchos años rondando y de vez en cuando resucita, pero no consigue solucionar todos los problemas. Con la materia oscura pasa como con los viejos álbumes de fotos en las mudanzas, no es tan fácil quitársela de encima.

Lejos de no existir, puede que se trate de un lado oculto del universo con una rica vida interior.

“Podríamos pensar que la materia oscura son partículas cuánticas que exhiben comportamientos típicos de ondas. Cuanto más pequeñas son estas partículas, mayor es la onda que describen. Como estamos hablando de partículas muy muy muy pero que muy pequeñas, inconcebiblemente pequeñas, su longitud podría ser tan grande como una galaxia”, explica Mireia Montes, del IAC, en su artículo sobre Nube, una galaxia pequeña y difusa que podría ser una bellísima exhibición de la mecánica cuántica en la naturaleza a escala cósmica.

Javier Román García, de la Universidad de La Laguna, escribe sobre el hallazgo de una corriente gigantesca, un río, como el Nilo o el Orinoco, pero de estrellas, que han descubierto en el cúmulo de galaxias de Coma. La Corriente Gigante de Coma es un puente hacia los secretos de la materia oscura, propone Román García, y la mejor hipótesis predice que la materia oscura se agrupa en bolas o halos, en lugar de tratarse de una sustancia que permea homogéneamente el espacio. Las bolas negras del billar.

Respecto a la energía oscura, que supone la mayor parte del cosmos, vivimos un revuelo sideral. El universo está en manos de la energía oscura, explica Eusebio Sánchez Álvaro, del CIEMAT, y no sabemos qué es.

Durante décadas se ha aceptado que la mejor descripción posible de la energía oscura es una constante cosmológica. Su ímpetu hace que las galaxias distantes se alejen más rápido que las cercanas y esto es exactamente lo que esperaríamos ver en un universo que se estuviera expandiendo por todas partes del mismo modo.

Pero tras mediciones y cálculos astronómicos relativamente recientes, los científicos no se ponen de acuerdo sobre su valor exacto. Es lo que se conoce como Tensión de Hubble, un apasionante cisma que lo impregna todo.

Adam Riess, físico y premio Nobel, explicó que las mediciones realizadas con las observaciones del telescopio espacial James Webb (JWST), que ha liderado, desvelan una ceguera de décadas:

“Una vez anulados los errores de medición, lo que queda es la posibilidad real y apasionante de que hayamos malinterpretado el universo”.

Y así es como hemos entrado en la más ardiente oscuridad.

Lorena Sánchez

Coordinadora de Cursos y Eventos. Editora de Ciencia y Tecnología

Cúmulo de galaxias Abell 370 . En la imagen se muestra en azul un mapa de la materia oscura que se encuentra dentro del cúmulo. NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suiza), R. Massey (Universidad de Durham, Reino Unido), el equipo Hubble SM4 ERO y ST-ECF

¿Cómo es el universo? La importancia de distinguir entre materia oscura, energía oscura y expansión

Ignacio Trujillo Cabrera, Instituto de Astrofísica de Canarias

Para entender cómo es el universo es fundamental distinguir entre materia oscura, energía oscura y expansión.

Una imagen del campo profundo del Cartografiado de la Energía Oscura (DES, por Dark Energy Survey). Casi todos los objetos que se ven en la imagen son galaxias lejanas. Crédito de la imagen: DES Collaboration/NOIRLab/NSF/AURA/M. Zamani

El destino del universo está en manos de la energía oscura

Eusebio Sánchez Álvaro, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)

Existe un ente exótico que empuja a las galaxias alejándolas cada vez más rápido. Es la energía oscura. De ella depende el futuro del universo.

Imagen de la galaxia NGC 5468, situada a 130 millones de años luz de la Tierra, obtenida con datos de los telescopios espaciales Hubble y James Webb. Contiene estrellas variables cefeidas que han permitido determinar con extraordinaria precisión la constante de Hubble. NASA, ESA, CSA, STScI, Adam G. Riess (JHU, STScI).

Y sin embargo, el universo se mueve de forma extraña

Óscar del Barco Novillo, Universidad de Murcia

Los astrónomos, y también Einstein, explicaron el universo como estático, inmóvil, sin principio ni final. En el siglo XX se descubrió que se expandía, y lo hacía de un modo constante. Ahora ese ritmo de expansión está en duda.

La galaxia Nube es la mancha difusa en el centro de la imagen. Nube no encaja en las estimaciones teóricas sobre materia oscura. Las observaciones se han realizado con el Gran Telescopio de Canarias y el Telescopio de Green Bank en EE UU. GTC, M. Montes

Nube: podríamos estar ante la primera exhibición de la mecánica cuántica detectada en la naturaleza a escala galáctica

Mireia Montes, Instituto de Astrofísica de Canarias; Ignacio Trujillo Cabrera, Instituto de Astrofísica de Canarias

Nube, una galaxia difusa, demuestra un extravagante escenario que exige buscar nuevas explicaciones a la naturaleza de la materia oscura. Una hipótesis es que sea fruto de las propiedades de partículas cuánticas ultra ligeras.

Simulación de la fusión de la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda. La materia oscura facilita el choque de ambos objetos. NASA, ESA, Z. Levay and R. van der Marel (STScI), T. Hallas, and A. Mellinger

Esto es lo que pasaría si la materia oscura desapareciera del universo

Ignacio Trujillo Cabrera, Instituto de Astrofísica de Canarias

Si no existiera materia oscura en el universo, la Vía Láctea perdería estrellas y su futura fusión con la galaxia de Andrómeda se ralentizaría. ¿Afectaría al sistema solar?

El telescopio espacial Euclid de la Agencia Espacial Europea (ESA) estudiará el “universo oscuro”. ESA

Listo para su viaje, el Telescopio Euclid indagará en la materia y la energía oscura del universo

Óscar del Barco Novillo, Universidad de Zaragoza

Listo para su lanzamiento, el telescopio espacial Euclid de la Agencia Espacial Europea (ESA) tiene como misión estudiar el “universo oscuro”.

La telaraña cósmica. Visualización del gas cósmico (azul) alrededor de estructuras de materia oscura colapsadas (naranja/blanco). Los filamentos con las galaxias rodean grandes volúmenes de espacio, casi vacíos, de unos 100 millones de años luz de diámetro. © IllustrisTNG Collaboration

Tensión sobre la tensión de Hubble

Vicent J. Martínez, Universitat de València; Bernard J.T. Jones, University of Groningen; Virginia L Trimble, University of California, Irvine

¿Está la cosmología en crisis? Existe un conflicto manifiesto entre dos formas de medir el ritmo de expansión cósmica. ¿Significa esto que tenemos que revisar profundamente el modelo del Big Bang?

La corriente gigante de Coma, de 1,7 millones de años luz de longitud, observada por el telescopio William Herschel. HERON / WHT/ Román et al.

La Corriente Gigante de Coma es un puente hacia los secretos de la materia oscura

Javier Román García, Universidad de La Laguna

El descubrimiento de una extremadamente tenue, y a la vez gigantesca, corriente de estrellas podría proporcionar pistas sobre la desconocida naturaleza de la materia oscura.

The remains of a Type Ia supernova – a kind of exploding star used to measure distances in the universe. NASA / CXC / U.Texas

¿Por qué se está desgarrando el universo?

Brad E Tucker, Australian National University

Tras una década estudiando miles de supernovas, los astrónomos siguen perplejos ante el enigma que llevó a Einstein a lo que él mismo bautizó como su “mayor error”.

Galaxy NGC 6822, neighbouring the Milky Way galaxy, being studied to learn more about stars and dust in the early universe. (NASA/James Webb Space Telescope)

¿Cuántos años tiene exactamente el Universo? Una nueva teoría sugiere que existe desde hace el doble de tiempo de lo que se creía

Rajendra Gupta, L’Université d’Ottawa/University of Ottawa

Una nueva hipótesis sugiere que el universo puede ser el doble de antiguo de lo que creíamos hasta ahora. Observaciones del telescopio espacial James Webb aportan nuevos datos sobre el ritmo de expansión del universo.