¿Qué hay en el otro 95% del universo que no comprendemos?

Cuando alzamos la vista hacia el cielo nocturno, observamos estrellas, planetas, galaxias… y podríamos pensar que eso es todo lo que hay. Sin embargo, lo que podemos ver y detectar con nuestros instrumentos representa solo una pequeña fracción del universo. La ciencia moderna ha demostrado que todo lo que conocemos —átomos, partículas, cuerpos celestes— conforma apenas el 5% del contenido total del cosmos. El 95% restante está compuesto por materia oscura y energía oscura, dos entidades enigmáticas que desafían los límites de nuestra comprensión.

Pero ¿qué son realmente? ¿Por qué sabemos que existen si no podemos verlas directamente? ¿Qué papel juegan en la evolución del universo?

Materia oscura: la masa que no brilla

La materia oscura representa aproximadamente el 27% del universo. No emite luz, no la refleja ni la absorbe. Es completamente invisible al espectro electromagnético, lo que significa que no podemos observarla con telescopios convencionales. Sin embargo, su existencia es necesaria para explicar ciertos fenómenos astronómicos.

Uno de los principales indicios proviene de la velocidad de rotación de las galaxias. Según las leyes de la física, las estrellas que se encuentran en los bordes de las galaxias deberían moverse más lentamente que las que están cerca del centro. Pero las observaciones revelan que todas las estrellas se mueven a velocidades similares, como si hubiera una gran cantidad de masa invisible manteniéndolas unidas por gravedad. Esa masa es lo que se conoce como materia oscura.

Otro indicio es el lente gravitacional, un fenómeno predicho por la teoría de la relatividad de Einstein. La luz de objetos distantes se curva al pasar cerca de grandes concentraciones de masa. A menudo, la distorsión de la luz no puede explicarse solo con la masa visible, lo que indica la presencia de una masa oculta: nuevamente, materia oscura.

Aunque sabemos que está ahí, no conocemos su composición exacta. Algunos candidatos incluyen partículas hipotéticas como los WIMPs (partículas masivas que interactúan débilmente) o los axiones, pero hasta ahora ningún experimento ha podido detectarlas directamente.

Energía oscura: el motor de la expansión acelerada

Si la materia oscura es misteriosa, la energía oscura lo es aún más. Representa alrededor del 68% del universo y se considera responsable de un fenómeno desconcertante: la aceleración de la expansión del universo.

Durante mucho tiempo, los astrónomos asumieron que la expansión del universo —consecuencia del Big Bang— debía estar desacelerándose debido a la fuerza gravitatoria. Sin embargo, en 1998, dos equipos de investigación, observando supernovas lejanas, descubrieron que la expansión se estaba acelerando en lugar de frenarse. Este hallazgo fue tan sorprendente que les valió el Premio Nobel de Física en 2011.

La única manera de explicar este fenómeno es asumir que existe una forma de energía que contrarresta la gravedad y ejerce una presión negativa sobre el tejido del espacio-tiempo. A esta fuerza misteriosa se la bautizó como energía oscura. No se trata de energía en el sentido clásico, sino de una propiedad intrínseca del espacio mismo que impulsa su expansión.

Al igual que con la materia oscura, no sabemos exactamente qué es la energía oscura. Algunas teorías la asocian con la constante cosmológica propuesta por Einstein, mientras que otras sugieren la existencia de un campo dinámico llamado quintessence. Lo cierto es que, sea cual sea su naturaleza, determinará el destino final del universo: si se expandirá para siempre, se detendrá o incluso se contraerá en un futuro distante.

Un universo casi desconocido

El hecho de que el 95% del universo esté compuesto por entidades que no podemos ver ni comprender resulta tan fascinante como humillante para la ciencia. Nuestra visión del cosmos es, en el mejor de los casos, parcial. Y aunque hemos logrado avances significativos en la detección indirecta de materia y energía oscura, aún carecemos de las herramientas y teorías completas para desentrañar su naturaleza.

Proyectos como el telescopio espacial Euclid, lanzado por la Agencia Espacial Europea (ESA), o el Observatorio Vera C. Rubin, en construcción en Chile, tienen como objetivo cartografiar miles de millones de galaxias y analizar con precisión cómo la materia y energía oscuras afectan la estructura a gran escala del universo.

Por otro lado, experimentos subterráneos como XENONnT en Italia o LUX-ZEPLIN en Estados Unidos buscan interacciones directas con partículas de materia oscura, bajo condiciones extremadamente controladas.

¿Un nuevo paradigma en la física?

Muchos científicos creen que comprender estos componentes invisibles del universo no solo ampliará nuestro conocimiento cosmológico, sino que requerirá una nueva física, más allá del Modelo Estándar que hoy usamos para describir las partículas y fuerzas fundamentales. Así como la teoría de la relatividad revolucionó la física en el siglo XX, la resolución del misterio de la materia y la energía oscuras podría cambiar radicalmente nuestra percepción del universo.