¿Dónde está la ‘materia faltante’ del universo? Nuevas pistas

• Francisco María
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• • 30/07/2025 09:00
  • Actualizado: 30/07/2025 09:00

Desde hace décadas, los astrónomos y físicos han sido conscientes de que una parte significativa de la materia que debería existir en el universo no se ha podido observar directamente. Esta «materia faltante» no debe confundirse con la materia oscura, sino que se refiere a la materia ordinaria, también llamada materia bariónica, que forma todo lo que conocemos: planetas, estrellas, gases, seres vivos, etc. Según los modelos cosmológicos y las observaciones del fondo cósmico de microondas, debería haber aproximadamente el doble de materia bariónica de la que realmente podemos detectar. ¿Dónde está entonces esa materia faltante? Recientes investigaciones están arrojando nuevas pistas que podrían resolver este antiguo misterio.

La paradoja de la materia bariónica

Después del Big Bang, el universo contenía una cantidad predecible de materia bariónica. Esta predicción está respaldada por modelos cosmológicos estándar y por mediciones precisas del fondo cósmico de microondas. Sin embargo, al observar el universo local, es decir, galaxias cercanas, cúmulos y el medio interestelar, solo podemos detectar aproximadamente el 50-60% de esa materia prevista. El resto, aparentemente, no está en ninguna parte.

Durante mucho tiempo, los científicos sospecharon que esta materia no estaba realmente perdida, sino que era difícil de detectar debido a su estado físico: se creía que estaba en forma de gas muy caliente y difuso en los vastos espacios entre galaxias, en lo que se conoce como el medio intergaláctico caliente o filamentos cósmicos.

Nuevas pistas gracias a telescopios espaciales

Recientes observaciones han proporcionado pruebas más sólidas sobre esta teoría. Utilizando telescopios como el Chandra X-ray Observatory de la NASA y el telescopio espacial XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, los astrónomos han detectado emisiones de rayos X provenientes de regiones del espacio intergaláctico, justo donde se esperaba encontrar esa materia difusa. Estas emisiones sugieren la presencia de gas caliente a millones de grados de temperatura, lo suficientemente disperso como para no ser visible con telescopios ópticos tradicionales.

Este gas forma una red cósmica conocida como la estructura a gran escala del universo, compuesta por filamentos que conectan galaxias y cúmulos. Es precisamente en estos filamentos donde se cree que reside la mayor parte de la materia faltante. A pesar de su dificultad para ser observada, avances en tecnología y en análisis de datos han permitido «verla» indirectamente.

Detección mediante lentes gravitacionales y señales de radio

Otra técnica que ha proporcionado evidencia clave es el uso de lentes gravitacionales débiles. Esta técnica permite detectar pequeñas distorsiones en la luz de galaxias lejanas causadas por la gravedad de la materia entre ellas y nosotros. Al analizar grandes volúmenes de datos, los científicos han podido mapear regiones donde hay más masa de la que se observa, lo cual coincide con los modelos que predicen la existencia de gas caliente difuso.

Además, estudios recientes usando telescopios de radio, como el Fast Radio Telescope en China y el Australian Square Kilometre Array Pathfinder, han detectado señales llamadas ráfagas rápidas de radio (FRBs). Estas señales viajan por el espacio y se ven afectadas por el medio que atraviesan. Al analizar cómo se dispersan, los investigadores pueden estimar la densidad de electrones libres en el espacio, lo cual también apunta a la presencia de materia bariónica en el medio intergaláctico.

¿Por qué no la vimos antes?

La razón principal por la que esta materia había sido “invisible” es su densidad extremadamente baja. A diferencia de las estrellas o el gas denso dentro de las galaxias, este gas caliente está tan disperso que su señal es muy tenue. Solo con herramientas extremadamente sensibles y mediante métodos indirectos se ha podido comenzar a construir una imagen más clara.

Además, durante muchos años, el enfoque de la astronomía estaba centrado en los objetos más brillantes y densos del universo. Solo recientemente, con el desarrollo de la astrofísica de precisión y el uso de inteligencia artificial para analizar grandes volúmenes de datos, se han podido detectar estas sutiles señales.

Implicaciones para la cosmología

Encontrar esta materia faltante no solo es importante para cerrar un capítulo pendiente de la cosmología moderna, sino que también tiene implicaciones en nuestra comprensión del universo a gran escala. Confirma que nuestras teorías sobre la evolución del universo después del Big Bang son en su mayoría correctas, y que el modelo de materia bariónica predicho es preciso.

Además, conocer la distribución exacta de la materia ordinaria ayuda a los cosmólogos a distinguir entre los efectos causados por la materia normal y los que podrían deberse a la materia oscura o la energía oscura, dos componentes aún más misteriosos del cosmos.

El futuro de la búsqueda

Aunque se ha avanzado mucho, aún no se ha detectado directamente toda la materia faltante. Los investigadores esperan que telescopios más avanzados, como el Observatorio Athena de rayos X (previsto para finales de esta década), y el Square Kilometre Array, un enorme conjunto de radiotelescopios en construcción, aporten datos más definitivos.

En resumen,  resolver este enigma no solo completa nuestro inventario del cosmos, sino que también reafirma que, aunque lento, el progreso de la ciencia es constante y revelador.

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