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7/5/11 - DJ:

Luces y sombras en la búsqueda de materia oscura

T.E.L: 5 min. 7 seg.


Algunos experimentos concuerdan con una señal que podría vincularse con la materia oscura, pero los astrofísicos tienen sus dudas todavía.
Composición cosmológica del universo hoy

Es posible hacer una larga lista de "misterios" no resueltos en astronomía y astrofísica. Eso es posible porque los científicos saben cosas y también hay otras que saben que no saben.
En el primer caso está la gravedad. Desde hace siglos se indagó en por qué estamos "atados" a la Tierra, por qué la Luna rodea a nuestro planeta, y lo mismo con los restantes vagabundos en torno al Sol.
Galileo, Newton, Einstein, brindaron respuestas a esos interrogantes y aunque nunca estará dicha la última palabra, la enorme cantidad de experimentos realizados les dan a los investigadores mucha confianza en las teorías de gravedad.
Ahí hay algo que saben que saben.

En el segundo caso está la llamada materia oscura. Si la gravedad funciona tal como los físicos suponen, entonces hay algo mal en las galaxias. Las estrellas más cercanas al núcleo deberían moverse a una velocidad mayor que las que están más alejadas de los centros galácticos. La gravedad, tal como se entiende hoy, extiende su influencia en razón inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
Pero las observaciones de las galaxias indica que no eso exactamente lo que ocurre. Si bien las estrellas más alejadas de los centros de las galaxias tienen una velocidad menor que las que circundan los núcleos, sus velocidades son mayores que las predichas por la teoría. ¿Por qué ocurre eso?
Es posible que:
a-La teoría esté mal, pero esto implicaría modificar la teoría de la gravedad que hasta ahora ha sido probada en muchísimos casos. Quizás, al hacerlo, se arregle una cosa para "desarreglar" muchas otras. O no, acaso haya una forma de modificar algo en la teoría que solucione todo. Hay investigadores trabajando en una teoría de la gravedad modificada (MOND).

b-Que haya algo en esas galaxias que, aunque no se detecta en forma directa, está allí. Podrían ser objetos que no generan luz propia, como agujeros negros, exoplanetas, enanas marrones. Pero tendrían que ser muchos para dar cuenta del movimiento de las estrellas en las galaxias. En este caso sería materia como el resto, compuesta por protones y neutrones, sólo que no visibles directamente. Se les llama MACHOS.

c-Otra opción es que no sea materia "normal", sino otra clase de materia que estaría compuesta por otro tipo de partículas que interactúan poco con la materia normal. Se les llama WIMP.


Existen experimentos que se realizan desde hace varios años tratando de buscar indicios en cada una de estas hipótesis. Entre ellos figura el Proyecto DAMA con sus experimentos DAMA/Nal y DAMA/LIBRA.

En esos experimentos los investigadores creen haber encontrado evidencia de partículas de débil interacción, pero sus resultados han sido puestos en duda por que otros experimentos diferentes no confirmaron esos resultados.

New Scientist reporta que otro experimento, llamado CoGeNT, reporta resultados similares a DAMA, aunque estos se mantienen en conflicto con otros dos equipos de investigación.

Desde 1998 los investigadores de DAMA en la montaña Gran Sasso en Italia han afirmado que encontraron evidencia de las llamadas WIMPs, acrónimo en inglés para Partículas Masivas de Interacción Débil, que en resumidas cuentas indica la posible existencia de partículas masivas que interactúan muy poco con la materia normal.

DAMA usa un arreglo de detectores de yoduro de sodio para detectar los raros eventos en los que las WIMP colisionan con átomos en los detectores produciendo un flash de luz. El número de flashes detectado hasta ahora cambia con las estaciones del año y el equipo DAMA argumenta que esto ocurre por la relativa velocidad de la Tierra alrededor del mar de materia oscura cambia al orbitar el planeta al Sol.

Pero otros dos experimentos no encontraron señal semejante en sus detectores. Uno, XENON100 usa 100 kg de xenón líquido y el otro, CDMS II, usa cristales de germanio ultra puro.

Pero un cuarto experimento, CoGeNT sí encontró variaciones estacionales luego de 442 días de observaciones, según se reportó en la Reunión de la Sociedad Americana de Física (APS)en California el lunes.

El detector CoGeNT es pequeño ya que usa sólo 440 gramos de cristal de germanio. El experimento sufrió el 17 de marzo un desafortunado episodio: un incendio en la mina Soudan, pero hasta entonces habían logrado 442 días de observaciones. El análisis de las mismas arroja resultados similares a DAMA, respecto de la modulación anual, es decir, que las señales cambian durante el año.



Quizás esta discrepancia entre estos diferentes experimentos pueda ser explicada si se asume que las WIMPs interactúan distinto con protones y neutrones. Si así fuese, eso podría explicar las diferencias en las señales del xenón y del germanio en los detectores ya que cada uno tiene tasas protón/neutrón diferentes (isótopos).
Así lo sostiene Jonathan Feng (arXiv:1102.4331v2) quien señaló a New Scientit: "Estos experimentos podrían parecer inconsistentes, pero un pequeño cambio teórico podría explicar todo".

Los distintos equipos participaron además de un simposio de materia oscura en el STScI (Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial), realizado entre el 2 y 5 de mayo.

¿Es cosa de creer o no creer?
Juan Collar de la Universidad de Chicago señaló: "Quizás los resultados de DAMA son erróneos, quizás son correctos, pero debemos permanecer neutrales. Yo me encuentro atrapado entre los creyentes y los paganos", afirmó el investigador según Scientific American.

Aquí convendría establecer diferencias y similitudes entre "creer" y "saber/conocer", pero demandaría mucho espacio-tiempo. Pero podríamos hacer una hiper simplificación:
No podemos estar 100% seguros de casi nada. Eso, sin embargo, no nos impide tomar decisiones y actuar. Lo hacemos en base a información no completa, pero escogemos aquella a la que le tenemos mayor confianza. Esas decisiones no son ciegas, porque no surgen de la nada, ni son absolutas, ya que sabemos que no son completas. Son conclusiones probables, provisorias. Creer en la materia oscura es posible en este contexto. Dados los datos observacionales obtenidos por los investigadores, parece bastante probable que existan partículas diferentes a las normales. No es seguro, como no es seguro que la gravedad funcione como los físicos creen, ni es 100% que ud. esté leyendo este artículo ahora (cabe la posibilidad de que esté soñando). Nada es completamente seguro.
Pero creer en base a datos, sabiendo que son incompletos y que las conclusiones son sólo probables, no es creer en otros sentidos, como el religioso. Hay excepciones, por supuesto, pero sí es sabido que mucha gente cree en seres "supernaturales", pero no considera a esa creencia como un conocimiento incompleto y probable, sino como algo absoluto.
Este no es el caso. Como usamos palabras similares con significados distintos se producen ruidos en la comunicación. No hay que confundir. Creer en la materia oscura es tan científico como creer en la gravedad. La diferencia entre ambas hipótesis es que una ha sido muchísimas veces probada y la segunda no, así que tendremos una enorme confianza en una y no en otra. Y eso es científico, no dogmático. Aunque se diga lo contrario.

Fuentes y links relacionados

Sobre las imágenes
  • Logotipos de DAMA, XENON100 y CoGeNT.
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2 comentarios:

  1. Me parece de una temeridad insólita que intentemos estudiar el Cosmos y no entendamos ni a nuestra familia, ni a nuestros vecinos ni a nuestroa amigos ni a nadie de este mundo incluyendo al mismo planeta Tierra.

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  2. Una cosa no impide la otra, Antonio

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