Un giro minúsculo de la luz

Uno de los mayores enigmas de la astronomía es el «misterio de la masa perdida» y en 1990, algunos astrónomos informaron de que en cierto modo se podía hacer visible esta masa.

La masa perdida corresponde a objetos del Universo que no se pueden ver ni detectar de otra manera, pero los astrónomos aseguran que existe. No saben lo que es o lo que podría ser, pero, sin embargo, están seguros de que está ahí.

¿Cómo? Pues bien, los astrónomos han estudiado un gran número de galaxias. También han estudiado las estrellas y otros objetos brillantes que han observado en su interior. A partir de sus observaciones pueden calcular la masa (o sea, la cantidad total de materia) de la galaxia. Y afirman que el 90% de su masa se concentra en una pequeña región del centro de la Galaxia.

Basándose en esto, pueden apreciar asimismo el movimiento rotatorio de la Galaxia. Las estrellas próximas al centro deberían moverse deprisa; las que están más lejos, más despacio (éste es el modo en que se mueven nuestros planetas en el Sistema Solar). El único problema es que una galaxia tras otra se niega a moverse de esta manera. Las estrellas lejanas se mueven a la misma velocidad que las más cercanas. La única manera de explicar esto es asumir que hay masa adicional en los alrededores de la galaxia, masa que no podemos detectar.

¿Se trata de nubes formadas por cuerpos pequeños, demasiado pequeños para brillar pero con una masa que cada uno añade? ¿Pueden ser cantidades ingentes de partículas subatómicas con masa que nunca hemos detectado y de las que por el momento no sabemos nada? No lo sabemos, pero hay una causa.

No es sólo una cuestión de galaxias que giran. Las galaxias se organizan en cúmulos de todos los tamaños; algunos contienen docenas de ellas, como el nuestro, mientras que otros contienen cientos o incluso miles de galaxias.

Cuando los astrónomos observan los cúmulos, pueden medir la masa de cada una de las galaxias y, por tanto, la fuerza de la atracción gravitatoria que ejercen unas sobre otras. También pueden calcular la velocidad a la que cada galaxia se mueve dentro del cúmulo. Sin embargo, en todos los casos, la cantidad de gravitación que ejercen las galaxias sobre las demás no parece ser suficiente para evitar que las galaxias se muevan cada una por su cuenta, teniendo en cuenta la velocidad a la que se están desplazando.

La única manera en que pueden permanecer juntas es suponer que hay más masa y, por lo tanto, más atracción gravitatoria de la que se puede deducir de la materia que vemos. Cuanto mayor es el cúmulo, más masa extra tiene que contener.

Algunos astrónomos piensan que la masa perdida puede ascender al 90% de toda la masa del Universo y es muy frustrante que no podamos detectarla ni caracterizarla.

¿Hay algo que pueda componer la masa para darnos alguna pista de su localización? Esto ya supondría algo. En teoría lo hay.

Ya en 1916, Albert Einstein, utilizando su teoría general de la relatividad, predijo que los rayos de luz se desviarían al pasar cerca de objetos con mucha masa que los sometían a un campo gravitatorio. La desviación dependería de la masa y de su proximidad a la luz, y Einstein calculó exactamente cómo ocurriría todo. Su predicción se verificó en 1919 y muchísimas otras veces más desde entonces, de muchas maneras diferentes. Todos los astrónomos están convencidos de que la luz se desvía de manera apreciable cuando pasa cerca de un cuerpo con mucha masa.

Supongamos que estamos estudiando una galaxia muy remota, que se sitúe lo más lejos posible que podamos detectar. Su luz viaja hacia nosotros por un espacio de millones de años luz y, al hacerlo, puede atravesar un cúmulo denso de galaxias. El campo gravitatorio de este cúmulo puede provocar un giro minúsculo en este rayo de luz difuso de la galaxia remota.

Los astrónomos de los laboratorios AT &T Bell de Murray Hill (Nueva Jersey) y del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica de Tucson (Arizona), dirigidos por J. Anthony Tyson, anunciaron el 18 de enero de 1990 que habían logrado exactamente eso, utilizando unos «dispositivos de carga acoplada» nuevos y muy avanzados, junto con programas informáticos especialmente diseñados, con los que se analizaron los resultados.

A partir del giro minúsculo de la luz se puede deducir, según ellos, dónde se localiza exactamente la masa perdida dentro de la galaxia. Es probable que por medio de esta técnica se pueda por fin cartografiar el Universo, por decirlo así, y determinar la distribución de la masa perdida, más densa en unos puntos y menos en otros. Esto puede proporcionarnos pistas sobre la naturaleza de dicha masa, lo que, a su vez, podría explicar gran cantidad de cosas sobre el Universo que por el momento desconocemos.

Sin embargo, no podemos lanzarnos con demasiado ímpetu. La nueva técnica se sitúa en el límite de lo posible y deberá ser comprobada por otros. De hecho, algunos astrónomos ya han expresado sus dudas de que se pueda confiar plenamente en la nueva técnica.

No obstante es tal la frustración científica sobre el «misterio de la masa perdida» que es seguro que incluso el mínimo avance hacia una posible solución producirá una gran excitación.