Solamente una ínfima parte del Universo está compuesta por la materia que conocemos

Un nuevo estudio ofrece más pruebas sobre la composición del cosmos: ratifica que un 69% es energía oscura, en tanto que el 31% restante sería materia. Sin embargo, sólo aproximadamente un 20% de esa materia sería bariónica o convencional, mientras que un 80% correspondería a la materia oscura. De esta forma, la mayor parte del Universo (alrededor de un 93,8% del total de la energía y la materia) estaría integrado por energía y materia oscura, que no podemos ver, identificar ni explicar. 

Un equipo internacional de científicos liderado por especialistas de la Universidad de Chiba, en Japón, y la Universidad de California, Merced, en Estados Unidos, concluye en una nueva investigación publicada recientemente en The Astrophysical Journal que aproximadamente un 69% del Universo está compuesto por la enigmática energía oscura, mientras que la mayor parte del 31% restante es materia oscura, cuya influencia es apreciable en el cosmos pero aún no ha podido detectarse directamente. 

Datos más precisos

Aunque estudios previos ya habían arrojado porcentajes similares, estas nuevas cifras aumentan la incertidumbre y el misterio sobre la composición del cosmos: si casi un 70% es energía oscura y el 80% de la materia restante es materia oscura, esto significa que solamente algo menos de un 7% de la totalidad de la energía y la materia que integran el Universo corresponde a la materia tradicional, o sea a las cosas que podemos ver y tocar, desde planetas y estrellas hasta nuestros propios cuerpos. 

"El equipo utilizó una técnica bien probada para determinar la cantidad total de materia en el Universo, que consiste en comparar el número observado y la masa de cúmulos de galaxias por unidad de volumen, con predicciones de simulaciones numéricas. El número de cúmulos observados actualmente, la llamada “abundancia de cúmulos”, es muy sensible a las condiciones cosmológicas y, en particular, a la cantidad total de materia", indicó en una nota de prensa la científica Gillian Wilson, una de las autoras del nuevo estudio.

Sin embargo, es difícil medir con precisión la masa de cualquier cúmulo de galaxias, ya que la mayor parte de la materia es oscura y no podemos verla directamente con telescopios. Para superar esta dificultad, los investigadores utilizaron un trazador indirecto de la masa de cada cúmulo para desarrollar sus simulaciones: se basaron en el hecho de que los cúmulos más masivos contienen más galaxias que los menos masivos.

Debido a que las galaxias están formadas por estrellas luminosas, el número de galaxias en cada cúmulo se puede utilizar como una forma de determinar indirectamente su masa total. Al medir la cantidad de galaxias en cada cúmulo, los investigadores lograron estimar la masa total de cada uno de ellos. Posteriormente, compararon el número y la masa observados de cúmulos de galaxias por unidad de volumen, a partir de datos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), con las predicciones de sus simulaciones numéricas.

Conocemos una parte mínima del Universo

Las observaciones y simulaciones marcaron que solamente el 31% del Universo es materia, un valor que según los científicos concuerda con el obtenido utilizando observaciones del fondo cósmico de microondas (CMB), la radiación residual que quedó del Big Bang, a partir de datos del satélite Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA).

"Se cree que sólo alrededor del 20% de la materia total está compuesta de materia regular o bariónica, que incluye estrellas, galaxias, átomos y seres vivos. Alrededor del 80% de la materia está compuesto de materia oscura, cuya naturaleza misteriosa aún no se conoce pero que puede consistir en algunas partículas subatómicas aún no descubiertas", indicó en el comunicado uno de los autores principales, el Dr. Mohamed Abdullah.

Siguiendo estos datos, si el 69% del cosmos es energía oscura y solamente el 31% es materia, el porcentaje que queda de materia convencional es realmente ínfimo. Considerando que el 80% de la materia sería oscura (o sea alrededor de un 24,8% de ese 31%), tan sólo un 6,2% de toda la energía y la materia del cosmos correspondería a la materia que conocemos.

Por último, el equipo de científicos destacó que fue el primero en utilizar con éxito en este tipo de estudios la espectroscopía, la técnica que permite separar la radiación en un espectro de bandas o colores individuales, según un artículo publicado en Science Alert. La espectroscopía permitió a los investigadores determinar con precisión tanto la distancia a cada cúmulo como cuáles de las galaxias se encuentran realmente unidas gravitacionalmente al cúmulo, evitando considerar estructuras “intrusas” que pudieran aparecer en las observaciones.

Referencia

Constraining Cosmological Parameters Using the Cluster Mass–Richness Relation. Mohamed H. Abdullah, Gillian Wilson, Anatoly Klypin and Tomoaki Ishiyama. The Astrophysical Journal (2023). DOI:https://doi.org/10.3847/1538-4357/ace773