Jim Al-Khalili Físico, especial para la BBC
Dado todo el progreso que hemos logrado en la física moderna durante el siglo pasado, podríamos pensar que los físicos están cerca de un completo entendimiento de lo que compone casi todo nuestro Universo.
La gran cantidad de publicidad que rodeó el hallazgo del bosón de Higgs el año pasado, por ejemplo, parecía indicar que esa era una de las piezas finales del rompecabezas, que todos los componentes fundamentales que forman la realidad ahora se conocían.
Así que quizás será una sorpresa para muchos el que todavía no sepamos de qué está hecho el 95% del Universo.
El hecho es bastante embarazoso.
Todo lo que vemos: nuestro planeta y todo lo que hay en él, la Luna, los otros planetas y sus lunas, el Sol y todas las estrellas en el cielo que forman nuestra Vía Láctea, todos los otros miles de millones de galaxias que están en el más allá, con sus estrellas y nubes de gas interestelar, además de todas las estrellas muertas, agujeros negros que ya no podemos ver; todo esto constituye menos del 5% del Universo.
No se ve, pero se intuye
Ni siquiera sabemos si el espacio continúa mucho más alla, qué forma tiene el Universo, cuál fue la causa del Big Bang que lo creó o si éste sólo es uno de muchos universos incrustrados.
Se piensa que cerca de un 25% de todas las cosas en nuestro Universo están formadas de materia oscura. Lo sabemos porque las galaxias parecen pesar mucho más que la suma de toda la materia normal que contienen.
Muchas observaciones astronómicas -incluidos los patrones que forman las galaxias en el cielo nocturno, los movimientos de las estrellas dentro de una galaxia y las imágenes de galaxias distantes distorsionadas por la materia que está en medio- todo apunta al inequívoco efecto gravitacional de algún tipo de elusiva materia invisible y por lo tanto... mmm... oscura.
Por ejemplo, las estrellas en las galaxias giran como granos de café sin disolver en la superficie de una tasa de café cuanto uno deja de removerlo.
Para que no se vuelen las estrellas
Entre más rápido se muevan las estrellas, más fuerza se debe ejercer hacia el centro para evitar que se vuelen.
Si la única materia en la galaxia fuera lo que podemos ver entonces las estrellas en el exterior deberían estar girando mucho más lentamente de lo que en realidad giran.
De hecho, se mueven tan rápido que sin algúna fuerza gravitacional adicional que las detenga, se escaparían hacia las profundidades del espacio.
La única forma de explicar la forma como estas estrellas se comportan, según lo que se observa, es que debe haber una atracción gravitacional adicional debido a algún tipo de forma de materia invisible, que rodea a las estrellas.
Y para que ésta pueda tener el efecto que tiene, debe contener mucha más masa que todas las formas visibles de materia juntas.
Persiguiendo sombras
El problema con la materia oscura es que, sea lo que sea que la forma, parece interactuar de forma muy débil con la materia normal.
Esto la hace muy difícil de atrapar.
Es como tratar de atrapar una sombra.
De hecho fluye a través de la Tierra tan fácilmente como la luz solar pasa a través del cristal de una ventana.
Buscándo por todos lados
Hay tres formas diferentes de tratar de averiguar de qué está hecha la materia oscura.
El Gran Colisionador de Hadrones reiniciará operaciones en 2015.
Podemos mirar hacia el espacio y ver los resultados de colisiones de partículas de materia oscura tratando de detectar las partículas de materia normal creadas en medio de los desechos de estas colisiones; o podemos tratar de atrapar las partículas de materia oscura de forma directa cuando éstas fluyen a través de la Tierra; o podemos crearlas nosotros mismos en aceleradores de partículas como el Gran Colisionador de Hadrones del CERN.
El método más prometedor hasta ahora, en lo que se refiere a los experimentos que se han llevado a cabo, es el segundo.
Muchos científicos creen que la materia oscura toma la forma de Partícula Masiva que Ineractúa Debilmente, o WIMP, por sus siglas en inglés, y millones de estas fluyen a través de nosotros cada segundo sin dejar rastro.
En la última década, ha habido varios anuncios de distintos grupos de investigación en todo el mundo argumentando que han visto indicios de estas elusivas partículas. Un grupo incluso afirmó que había detectado de forma definitiva una señal de materia oscura.
Pero ninguno de los datos se han podido confirmar.
¿Llegó la Lux?
Ahora, sin embargo, la comunidad científica está muy entusiasmada con los más recientes resultados de un laboratorio subterráneo menos conocido: el Gran Detector Subterráneo Xenón o LUX, por sus siglas en inglés, situado bajo una mina de oro profunda en Dakota del Sur, Estados Unidos.
Su primer serie de experimentos se llevó a cabo a principios de este año y aunque no detectó ninguna partícula de materia oscura, demostró que es el detector más poderoso y sensible que se ha construido.
Está programado para empezar trabajar en 2014 por 300 días seguidos y se espera que podrá detectar de forma directa partículas de materia oscura.
Pero si no lo logra, los físicos ya están diseñando un nuevo detector más grande y más sensible: el experimento LZ, que creen será capaz de detectar WIMP, si están ahí.
Es claro que si los físicos continúan sin obtener nada concreto en su búsqueda, esto podría deberse a que simplemente estamos equivocados en lo que se refiere a la materia oscura.
Entonces tendríamos que regresar a las pizarras y comenzar a buscar una teoría alternativa y una explicación para lo que vemos a través de los telescopios.
¿Y si logramos resolver el misterio de la materia oscura? Bueno, quedará otro misterio por resolver: los otros dos tercios del Universo están formados por algo incluso más misterioso: algo llamado energía oscura.
Y ni siquiera hemos empezado a tratar de dilucidar cómo podemos salir a buscarla.