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La materia oscura

La materia oscura es un concepto muy importante en la cosmología y astrofísica modernas. Este dossier va a presentar el conjunto de los problemas que se reagrupa bajo el nombre de materia oscura; En primer lugar, en un cierto número de objetos astrofísicos, los movimientos observados son diferentes de los que se espera teóricamente, cuando se trata de deducirlos de la acción gravitacional de las masas que observa, todo pasa como si una densidad de masa invisible estuviera presente.

Luego, el modelo estándar de formación de las grandes estructuras en el Universo, que se explica de una parte cómo se forman las galaxias y los cúmulos de galaxias, y por otra parte las propiedades del fondo de microondas cósmico, permiten dar cuenta de observaciones que condicionan que el Universo contiene una gran cantidad de masa bajo una forma diferente de la materia ordinaria.

La cosmología en general ofrece información crucial sobre el contenido del Universo, sea por el estudio de su geometría o por la de su historia. Los resultados indican claramente que el Universo contiene más materia que la que se ve.

Varias cuestiones se plantean entonces: "¿Esta materia oscura existe realmente? ¿Si es que sí, qué es? ¿Si es que no, de donde vienen los problemas que acabamos de mencionar?".

Sería una satisfacción resolver estos tres problemas al mismo tiempo, y la utilización del vocablo común materia oscura tiene por lo menos el mérito psicológico de mantener esta esperanza, pero hay que reconocer que este final todavía no aparece en el horizonte. Esto no es por otra parte una fracaso, porque la existencia de los problemas de la materia oscura motivaron un gran número de búsquedas que acabaron en descubrimientos importantes en astrofísica y cosmología.

Vamos en este expediente a empezar por presentar los diferentes indicios que llevan a la hipótesis de la materia oscura. Luego presentaremos varias propuestas que han sido hechas para intentar responder a la cuestión "¿De qué esta hecha la materia oscura?". También discutiremos algunos de los numerosos experimentos que podrían aportar elementos de respuesta a esta cuestión.

 

La cosmología nos indica que la composición del universo es aproximadamente (las cifras "han de cogerse con pinzas", ya que el 73 % hoy, puede ser muy bien el 80 % o el 60 % mañana):

* El 73 % de energía oscura (por ejemplo una constante cosmológica).
* El 27 % de materia repartida como sigue:
– el 23 % de materia no bariónica.
– el 4 % de materia bariónica.

El estudio de los cúmulos de galaxias indica que el 90 % de su masa está bajo una forma invisible. El estudio de las galaxias indica que la gran mayoría de su masa también es bajo forma invisible.


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