Cartografía de la materia oscura en el cosmos
¡Preparativos de combate!
Todo el periodismo lo ha comentado: se ha cartografiado lo invisible. Yannick Meillier y su equipo, basándose en los efectos de lente gravitacional que afectan las imágenes de las galaxias, las suponen debidos a una materia que escapa actualmente a la observación, han trazado el primer mapa 3D de una parte del cosmos. De este modo, la efervescencia reina en los laboratorios. Los astrofísicos, estimulados por este enfoque, están dispuestos a incluir materia oscura en todos sus modelos. Los físicos teóricos encuentran un desvío inesperado para las partículas más exóticas que salen de su imaginación, como los "neutralinos". Todos se reunirán los días 13, 14 y 15 de junio próximo en la Universidad de Montpellier para discutir la posibilidad de crear un laboratorio dedicado a las partículas astrofísicas, que sería patrocinado por el INSU (Institut des Sciences de l'Univers, departamento del CNRS).
...................A continuación, el famoso mapa:
El mismo, en corte:
El artículo de J.P.Petit, citado.
La versión divulgativa y el libro.
Pero, vox populi, vox dei, la reproducción del artículo del Monde del viernes 17 de marzo de 2000
Si la materia oscura desvía el curso de la luz, es porque existe
La deformación de imágenes de galaxias lejanas prueba la existencia de objetos invisibles inmensos.
Desde hace años, los astrónomos buscan demostrar la existencia de la materia oscura (90% de la materia en el universo). Muchas hipótesis han sido propuestas para explicar la naturaleza de este medio que escapa a los telescopios: objetos masivos (enanas marrones) y partículas elementales (neutrinos). Pero la cuenta no da. Por lo tanto, se piensa que esta materia podría estar hecha de partículas teóricas aún por descubrir.
Los Astrónomos son contundentes: el 90% de la materia del universo escapa a los objetivos de sus telescopios. Solo aparecen en las fotos las galaxias y los miles de estrellas que las componen, las nebulosas oscuras o brillantes que salpican el cielo y gigantescos destellos de energía cuyos mecanismos de producción no están totalmente comprendidos (...). Gracias a los avances de la tecnología, nuevas ventanas se han abierto en el infrarrojo, ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Más recientemente, los astrónomos han abierto la astronomía de neutrinos, partículas fugaces que contribuirían significativamente a la masa del universo.
...Pero los teóricos saben bien que, a pesar de ello, la mayor parte del universo escapa a la comunidad astronómica que no puede conformarse con el limitado terreno de experiencia -el 10% del todo- que le es ofrecido. Por eso, desde hace muchos años, busca demostrar esta famosa materia oscura, constituyente principal de nuestro universo. Un equipo del Instituto de Astrofísica de París, asociado a astrónomos franceses (CEA Saclay, Telescopio Canadá-Francia-Hawái (CFHT) y Laboratorio de Astronomía Espacial de Marsella y extranjeros (Canadá, Alemania, Estados Unidos), acaba de abrir una ventana a este mundo. Justo antes, una equipe británica liderada por Richard Ellis (Cambridge y Caltech) y una americana conducida por Tyson (Bell Labs, Nueva Jersey) que, ambas, confirman parcialmente estos resultados. ...¿Cómo los investigadores han vencido lo invisible y confirmado la existencia de esta materia oscura? Haciendo uso de un principio que dice que la luz se curva cerca de una gran masa de materia (Sol, brazos de galaxias), debido a la gravedad. Esta hipótesis ha sido comprobada muchas veces. Pero los astrónomos se preguntaron si el mismo efecto podría ser observado con la materia oscura que se supone ser poco densa y existir en grandes cantidades. Si fuera así, esta materia oscura revelaría su presencia sin poder ser vista.
"Astigmatismo cósmico".
"En 1991, explica Yannick Mellier, del Instituto de Astrofísica de París, la teoría predecía que objetos lejanos como galaxias podían, debido a la presencia de grandes masas de materia oscura en el camino de su luz, aparecer ligeramente deformados y presentar formas de elipses alargadas. Pero este efecto de astigmatismo cósmico era, según los cálculos, tan débil que detectarlo era una hazaña. "Además, los investigadores carecían en aquella época de un modelo teórico para validar posibles mediciones, así como de cámaras suficientemente potentes para realizarlas. Desde entonces, la cámara CFH 12K ha sido desarrollada y el canadiense Ludovic Van Waerbeke ha desarrollado herramientas de procesamiento adaptadas a este programa de investigación. Después de cinco años analizando las aproximadamente 200.000 galaxias lejanas fotografiadas por el telescopio Canadá-Francia-Hawái, los investigadores finalmente lograron sus objetivos. En las imágenes del fondo del cielo tomadas por el CFHT aparecen ahora, tras un tratamiento adecuado, cientos de pequeñas elipses de color verde agua que son tantas galaxias. ...¿Se puede deducir, por tanto, que este fenómeno es realmente el fruto de un efecto gravitacional sobre la luz emitida por las galaxias? "Seguramente (...), responde Yannick Mellier. En ausencia de materia en el camino de los rayos luminosos -por tanto, sin efecto gravitacional-, incluso las galaxias elípticas aparecen como pequeños puntos redondos. En el caso contrario, la imagen está cubierta de pequeñas elipses. Además, el efecto gravitacional tiende a organizar estas galaxias. Un poco como un imán que orienta la limadura de hierro según las líneas del campo magnético al que se le aplica".
Partículas aún desconocidas.
Estas imperceptibles deformaciones y esta reorganización de las galaxias permiten afirmar que la luz ha sido desviada de su trayectoria por filamentos de materia difusa e invisible. Una materia cuya densidad es baja (a diferencia de la del Sol y de los cúmulos de galaxias)., pero cuyos efectos son sin embargo perceptibles, debido a su considerable extensión: 100 millones y mil millones de parsecs (1 parsec equivale a 3,36 años-luz). A título de comparación, nuestra galaxia mide solo 34.000 parsecs en su mayor longitud. ..En el modelo en tres dimensiones que el equipo francés ha reconstruido en ordenador, el efecto es sorprendente. En su trayecto hacia nosotros, la luz cambia constantemente de dirección cerca de estos filamentos que forman como una especie de queso suizo en el espacio que ocupan. Una estructura que cuenta la historia del universo y revela las condiciones iniciales de su formación. Porque la materia oscura que escapa a nuestras miradas no es de la misma naturaleza (bariónica) que la que están hechas las estrellas y nosotros mismos. Según los teóricos, estaría compuesta por partículas -muy pequeñas (whimps), axiones, partículas supersimétricas, etc... aún por descubrir. ..Una nueva puerta se ha abierto, que los astrónomos deberían aprovechar. Deben hacerlo próximamente con la puesta en marcha, en dos años en el CFHT, de una cámara cuatro veces más grande, la MégaCam, desarrollada por el CEA de Saclay. En un futuro más lejano, se prevé la instalación de una red de cien telescopios de un metro de diámetro y el lanzamiento de un satélite americano, Snapsat, dedicado a las estrellas explosivas (supernovas), pero también capaz de rastrear los efectos de la materia oscura.
***Jean-François Augereau. ***
No es tan evidente. En 1985 Bernard Fort, acompañado de estudiantes, incluido Yannick Meillier, descubrió en el tres metros sesenta de Hawái, con una de las primeras cámaras CCD, un arco gravitacional en el cúmulo de galaxias Abell 370. Tomó tres años a la equipe convencer a la comunidad astronómica de que este tipo de formación corresponde realmente a un "efecto de lente gravitacional". Los cálculos basados en esta hipótesis concluyen que esta masa invisible debe estar localizada muy cerca del centro del cúmulo. En 89 Fort y Meillier imaginaron un método que, siempre dentro de esta hipótesis, permitiría reconstruir el mapa de la materia invisible supuesta para producir este fenómeno. Pero ya en 94 Fort y Meillier descubrieron cerca del centro de otro cúmulo un "objeto" que puso en duda la validez de su método. Se trataba de una "concentración de materia invisible", localizada y "pesada" gracias a las distorsiones afectando las imágenes de las galaxias cercanas, que no está asociada a ninguna concentración de materia "convencional", emisora de luz. Perplejos, lo guardaron en un cajón. Pero tres años más tarde Yannick Meillier notó el mismo fenómeno cerca del cúmulo Abell 1942 (ver fotos a continuación). El objeto fue analizado con otros instrumentos, así como en otras frecuencias, y su entorno. Esta vez, no había duda: el método Meillier-Fort concluye a la existencia de una fantástica concentración de materia invisible (5 10^14 veces la del Sol, equivalente a los mayores cúmulos de galaxias observados), y esto en una región perfectamente oscura.....
Este es el comentario de Bernard Fort, sobre este fenómeno (extracto de Ciel et Espace, junio 2000) :
....Lo que plantea problema es que al realizar observaciones en sectores que representan apenas el 0,01% de la bóveda celeste, los observadores ya han descubierto dos objetos de este tipo. Por lo tanto, es muy probable que la multiplicación de observaciones, proporcionando un mapa 3D de esta famosa materia oscura, del más bello efecto, también pueda hacer surgir cientos de "amas oscuros" o de "concentraciones negras", como decidió llamarlos Bernard Fort. Entonces, ¿por qué y cómo las concentraciones de materia equivalentes a los cúmulos más ricos conocidos podrían influir gravitacionalmente en los fotones que pasan cerca, pero no en las galaxias cercanas, o en el gas que se encuentra por todas partes? ....A menos que existan dos tipos de materias que hagan "cámara aparte", directamente. Al atribuir los "fenómenos de lente gravitacional anómalos" al efecto de la materia gemela, se llega a interpretaciones totalmente diferentes, mencionadas en nuestro libro "on a perdu la moitié de l'univers", Albin Michel, 1997. Así, los arcos serían debidos no a concentraciones de materia oscura, sino a vacíos en la distribución de materia gemela. Inversamente, estos "amas oscuros" podrían revelar la presencia de "aglomerados de materia gemela", formaciones primordiales, caliente y "geométricamente invisibles". Para ver más claro, sería necesario repetir un estudio similar al llevado a cabo durante años por Meillier y Fort, rehacer esta "cartografía del invisible", pero suponiendo que el efecto sea debido no a una materia oscura, exótica o no, sino a la materia gemela, la cual se comporta simplemente, respecto a la nuestra, como si estuviera compuesta por partículas convencionales, dotadas de masas y energías negativas. Un bonito tema de tesis para un estudiante kamikaze (calificativo aplicable, en el CNRS, a todo estudiante que sale de los senderos trillados).
A continuación, una manifestación reciente de los partidarios de la materia oscura:
y una manifestación de los partidarios de la materia gemela:
