Materia Oscura

Supongamos que las áreas oscuras de la imagen del centro de nuestra galaxia la Vía Láctea, de abajo, representara tanta masa como las áreas brillantes. ¿Sonaría plausible?. Los resultados de la evaluación de la WMAP de la densidad de masa del universo, indican que el 27% de la densidad efectiva del universo está en la masa, pero que sólo el 4,4% es "materia bariónica" normal. El resto es "materia oscura", cuya composición es desconocida para nosotros. Aunque no se conoce la geometría de la distribución de materia oscura, la imagen de abajo se dibujó de modo que la superficie total es de alrededor de seis veces el área de la materia visible brillante, la relación entre la densidad de masa total y la materia ordinaria detectable de la galaxia.

Imagen infrarroja del centro de la galaxia de la Vía Láctea desde el satélite COBE.

La materia oscura es indetectable por cualquier radiación electromagnética a nuestra disposición - no la podemos ver en el rango visible, no se puede detectar por las ondas de radio del extremo inferior del espectro o los rayos x del extremo superior del espectro. Parece que no interactúa con la fuerza electromagnética. La pregunta obvia es entonces "¿Cómo sabemos que está ahí?". Durante cerca de 80 años hemos sabido la respuesta a eso -porque interactúa con la gravedad y por lo tanto produce resultados medibles-.

Cuando se examina la velocidad orbital del material alrededor del centro de nuestra galaxia, se encuentra que hay mucha más masa que la que puede explicarse por la observación en cualquier longitud de onda. La velocidad orbital es una medida de la masa dentro de la órbita. Una vez que la órbita de cualquier objeto está fuera de la colección de masas que lo atrae, la velocidad de la órbita disminuye con la inversa de la raíz cuadrada del radio de la órbita, en la llamada órbita Kepleriana.

El Sol se encuentra a unos 8,5 kpc del centro galáctico de la Vía Láctea, y los brazos espirales visibles y los cúmulos globulares se extienden a unos 15 kpc. Los métodos de radiofrecuencia deberían detectar gas y polvo más allá de este radio, pero no se ha hallado mucho. Se esperaba que la velocidad orbital de que la materia que se detecta debería disminuir, pero se mantiene más o menos constante más allá de cualquier concentración detectable de masas significativas. Los datos de velocidad orbital indica claramente la presencia de masa gravitacional, y se utiliza el término de "materia oscura" para describirla.

En una escala mayor, la medición de las velocidades de las galaxias dentro de los grupos de ellas, da un valor para la masa total del grupo. De nuevo la masa total deducida parece ser varias veces mayor que la masa visible de las galaxias.