Estas son algunas de las ideas que describe Evalyn Gates en su libro El telescopio de Einstein, que trata sobre la búsqueda de la materia y energía oscuras del universo (Alba Editorial, octubre 2011). Para Gates, profesora de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Chicago, el universo es negro como el carbón, para nuestros ojos y también para los telescopios, pero que está formado por tres cuartas partes de energía oscura, una parte de materia oscura, y un pizca de materia que llamaríamos normal u ordinaria y que es lo que conocemos, lo que vemos, un «cosmos como un puñado de purpurina sobre un inmenso mar de fieltro negro».
La teoría de la relatividad general de Einstein, que inició una revolución en la comprensión del universo en el siglo XX, también lidera la revolución de la cosmología en el tercer milenio, pues permite a los científicos utilizar el propio espacio como si fuera una lente de telescopio, y con una potencia muchísimo mayor. Según Einstein, el espacio y el tiempo se curvan ante la presencia de cualquier tipo de masa. Y así lo cuenta Evalyn Gates, «todo planeta, estrella y galaxia forma un hoyuelo en el espacio» (a más masa mayor hoyo), y «sea lo que sea y sea cual sea su composición, la materia oscura también deforma el espacio que la rodea». Así, «la luz que recorre el universo se curva en esos hoyuelos y alrededor de un objeto masivo exactamente igual que si alguien hubiera colocado una lente gigante en el espacio», por lo tanto, las curvaturas del espacio actuarían como lentes gravitatorias que desviarían la luz igual que ocurre cuando improvisamos una lente casera con un trozo de vidrio grueso o plástico.
De esta forma se pueden usar las lentes gravitatorias para buscar materia y energía oscuras, averiguar la posición de hebras y filamentos de materia oscura que se extienden por el universo como si se tratara de una tela de araña esculpida por la gravedad que lleva la firma de la energía oscura. Para Evalyn Gates, doctora en física de partículas, «las vistas que nos descubre este nuevo telescopio gravitatorio, el telescopio de Einstein, nos llevarán más lejos que nunca en el desciframiento del enigma de la materia y energía oscuras», dándonos las claves para comprender mejor la naturaleza fundamental del espacio-tiempo, la materia y la energía.
Sin embargo, hoy en día, no es posible observar y contar toda la materia (normal u oscura), pues el universo es demasiado grande, y desconocemos su tamaño. Muchos astrofísicos establecen que quizás sea más grande que la distancia que nos separa de los objetos más lejanos que observamos, y hasta es posible que sea infinito. Por ello, los investigadores suelen hablar de un universo observable, el que vemos, la región del espacio-tiempo que la luz puede haber recorrido desde el nacimiento del universo, y hablan de densidad de materia (masa en volumen particular del espacio), o mejor densidad de energía en atención al trabajo de Einstein. Y en ese sentido, se sabe que a pequeña escala el universo está lleno de grumos, la distribución de la materia (oscura o no) no es uniforme; además, la proporción de materia oscura y normal también dependen del lugar del universo que se analice, y con respecto a la masa total del universo sería un 22% frente a un 4%, respectivamente.
La materia oscura permite también que las estrellas de nuestra galaxia no se dispersen, sin ella no habría galaxia, ya que la cantidad de materia normal que contiene no es suficiente para mantenerla unida y sobre todo en orden. El modelo cosmológico estándar describe un universo gobernado por la materia y energía oscuras, y se asume que esta materia oscura debe de estar constituida por partículas exóticas y frías, cuyas propiedades se desconocen, con la excepción de que éstas se aglutinan gracias a la gravedad; los cúmulos de partículas irían creciendo con el paso del tiempo y atrayendo a la materia ordinaria para formar las galaxias.
Hasta el momento, todas las simulaciones realizadas mediante potentes ordenadores establecían que la materia oscura debería formar apretados cúmulos en el centro mismo de las galaxias, a modo de un hueso. Sin embargo, recientemente, en Astrophysical Journal, investigadores del Centro Harvard Smithsonian de Astrofísica (EE.UU) han demostrado que la materia oscura está uniformemente distribuida, al menos en dos galaxias enanas (con un 99% de materia oscura), Fornax y Sculptor, utilizadas como modelo (midieron velocidad y composición química de 2.500 estrellas) para comprender la naturaleza de esta materia.
El misterio de la materia y energía oscuras no ha hecho más que comenzar, y en el El objetivo de Einstein encontrarán las respuestas.
El telescopio de Einstein
La cosmología, el estudio del universo y su evolución, vive una época extraordinaria, dice Evalyn Gates del Departamento de Astronomía de la Universidad de Chicago, en su libro «El telescopio de Einstein». Una obra, publicada estos días en España por Alba Editorial, que explica con humor y de manera muy divulgativa dos experimentos que revolucionaron la cosmología: la materia oscura y la energía oscura. Su autora, nos conduce a un magnifico paseo por el universo utilizando para ello una herramienta proporcionada por la propia naturaleza: las lentes gravitatorias, o telescopio de Einstein. Albert Einstein observó que un objeto con masa suficiente, al curvar el espacio-tiempo que lo rodea, sirve de «lente» que amplifica, multiplica o distorsiona la imagen de los objetos que se encuentra detrás.
