Según un nuevo estudio, recién publicado en
Astrophysics and Space Science, la misteriosa y fantasmal sustancia que conocemos como materia oscura podría no ser más que una ilusión creada por la interacción gravitatoria entre partículas virtuales de materia y antimateria en el espacio vacío.
De acuerdo con la mayoría de las teorías actuales, la materia oscura es una sustancia invisible (ya que no emite luz) que da cuenta de cerca del 23% del total de la masa del Universo (la materia ordinaria, la que podemos ver, sólo supone un 4%). La idea de su existencia fue propuesta a principios de la pasada década de los treinta, ante la imposibilidad de explicar el movimiento orbital de las galaxias en cúmulos lejanos, mucho más rápido de lo que debería ser si no hubiera más materia de la que se puede ver.
En efecto, las velocidades observadas de las galaxias en sus órbitas deberían ser suficientes para arrojarlas, literalmente, fuera de sus respectivos cúmulos, ya que éstos no contienen la materia suficiente para retenerlas con su gravedad.
Sin embargo, las galaxias permanecen unidas en grupos, lo que hizo suponer a los científicos que "ahí fuera" debe haber mucha más materia de la que podemos detectar. Una materia diferente, oscura e invisible, capaz de aportar la masa extra que los cúmulos galácticos necesitan para evitar que sus miembros se dispersen por el espacio.
Desde entonces, la caza y captura de la materia oscura se ha convertido en una auténtica obsesión, aunque hasta ahora no ha habido ningún resultado positivo. Nadie ha conseguido todavía capturar, ni observar, un átomo de materia oscura. Ni crearlo en laboratorio. Y eso a pesar de los ingentes esfuerzos realizados durante las últimas décadas.
Ahora, el físico
Dragan Hajdukovic, del CERN, el gran centro europeo de investigación nuclear, ha propuesto una atrevida explicación alternativa, basada en lo que él mismo llama la "polarización gravitatoria del vacío cuántico". El vacío cuántico es la forma en que los físicos se refieren al vacío espacial. Y es que, en realidad y a pesar de las apariencias, el espacio que hay entre las estrellas, o entre las galaxias, no está vacío, sino que es una especie de mar efervescente en el que de forma continua aparecen y desaparecen
partículas y antipartículas virtuales, llamadas así porque su existencia es tan breve que no es posible observarlas ni determinar ninguna de sus propiedades.
Las partículas de antimateria, o antipartículas, son la imagen especular de las partículas ordinarias. Con la única diferencia de que sus cargas eléctricas son opuestas. Por ejemplo, un antiprotón es la versión con carga negativa de un protón, que tiene carga positiva. Y como los científicos saben muy bien, cuando una partícula se encuentra con una antipartícula, ambas se aniquilan liberando una pequeña cantidad de energía. Pero las partículas (y antipartículas) virtuales que continuamente se crean y se destruyen en el vacío cuántico (el vacío espacial) duran tan poco que no es posible observarlas directamente.
Partiendo de estos principios conocidos, Hajdukovic ha construido un nuevo modelo matemático en el que explora la posibilidad de que las partículas virtuales de materia y de antimateria no sean opuestas debido solo a sus respectivas cargas eléctricas, sino también a su fuerza gravitatoria. "La mayor parte de los físicos -afirma Hajdukovic- dan por sentado que sólo existe un tipo de carga gravitatoria, mientras que yo creo que existen dos diferentes".
Una idea atrevida según la cual, pues, la materia tendría una "carga gravitatoria" positiva y la antimateria una negativa. Lo cual significa que, a pesar de que sus cargas eléctricas opuestas hacen que se atraigan, las partículas y las antipartículas (la materia y la antimateria) son "gravitatoriamente repulsivas".
Según el razonamiento de este investigador, si un objeto hecho de antimateria se acercara a la Tierra, que está hecha de materia ordinaria, saldría inmediatamente disparado en dirección contraria. La colisión entre partículas y antipartículas solo sería posible si su repulsión gravitatoria fuera mucho más debil que su atracción eléctrica.
Pero volvamos ahora a la electricidad. Los físicos saben muy bien que en determinadas circunstancias las partículas pueden unirse para crear "
dipolos eléctricos", con partículas cargadas positivamente en un extremo y partículas cargadas negativamente en el otro. Según la teoría cuántica, existen incontables dipolos eléctricos, creados por partículas virtuales, en cualquier volumen de vacío espacial que queramos considerar. Y se sabe también que, a pesar de que la orientación de estos dipolos eléctricos es aleatoria, cuando éstos se forman en presencia de un campo eléctrico externo, todos se alinean de inmediato en la misma dirección de ese campo.
La teoría también dice que esta súbita reordenación de los dipolos eléctricos (llamada polarización) genera un campo eléctrico secundario que se combina con el primero y lo hace más fuerte. Pues bien, Hajdukovic sugiere que también con la gravedad se da un fenómeno parecido.
Es decir, que de la misma forma en que se forman dipolos eléctricos, también pueden formarse "dipolos gravitatorios", hechos por partículas virtuales con cargas gravitatorias opuestas. Y que, igual que en el caso de los dipolos eléctricos, la orientación de estos dipolos gravitatorios también sería aleatoria.
Hajdukovic sostiene que, igual que sucede con los dipolos eléctricos, cuando estos dipolos gravitatorios se forman cerca de un campo gravitatorio muy fuerte, como puede ser el de una galaxia, también se polarizan, creando un campo gravitatorio secundario que se suma al principal.
Si Hajdukovic tiene razón, este mecanismo sería suficiente para hacer más fuerte el campo gravitatorio de las galaxias y conseguir que permanezcan unidas a pesar de su excesiva velocidad orbital. Y todo sin necesidad de recurrir a una cantidad extra de materia, esto es, a la materia oscura. "Mi teoría -afirma el científico- hace a los campos gravitatorios de las galaxias mucho más fuertes sin que se necesite materia oscura".
La materia oscura, pues, no existiría, y sería sólo un espejismo, una mera ilusión provocada por el mecanismo descrito arriba. Por supuesto, antes de dar por buena la teoría de Hajdukovic, será necesario comprobar si efectivamente existen dos tipos de gravedades opuestas, y también si es posible que las partículas virtuales puedan tener cargas gravitatorias que se opongan entre sí.
Así que, por ahora y a pesar de lo interesante de sus planteamientos, Hajdukovic no ha hecho más que sustituir un misterio (el de la materia oscura) por otro.
La solución final a esta cuestión pasa, inevitablemente, por largos años de estudios y comprobaciones. Es posible que, a pesar de todo, alguien encuentre y por fin pueda estudiar al detalle átomos de materia oscura y ponga fin a la discusión. O que nadie lo consiga y se demuestre, por el contrario, que Hajdukovic tiene razón. Solo el tiempo lo dirá.
