¿Qué son la "materia oscura" y la "energía oscura"?

Hasta ahora, los físicos y los astrónomos han construido varios modelos del universo basándose en hechos observacionales y especulaciones teóricas. El más exitoso de ellos es el modelo del Big Bang. También es un hecho reconocido que la expansión del universo se está acelerando. La materia oscura es una sustancia hipotética basada en la teoría de la gravedad existente, y la energía oscura es una energía hipotética basada en el modelo del universo existente.

La existencia de materia oscura y energía oscura puede explicar una serie de fenómenos de observación astronómica desconcertantes, y también puede explicar la evolución y existencia del universo según los modelos teóricos existentes. Sin embargo, ningún experimento ha podido detectar directamente la materia y la energía oscuras y describir de manera decisiva su existencia. Sin embargo, muchas observaciones nuevas apuntan al mismo hecho: la materia y la energía oscuras son reales.

Durante mucho tiempo, la descripción que la física hace de la naturaleza de la materia se ha movido hacia dos límites. Uno es el límite microscópico, que ahora ha penetrado profundamente en el núcleo celular; el otro es el límite macroscópico, que ahora se ha extendido a todo el universo. A nivel microscópico, el Modelo Estándar puede explicar la mayoría de las partículas descubiertas hasta ahora. El Modelo Estándar también se basa en la materia de la Tierra, las partículas producidas por los colisionadores y los rayos cósmicos. Sin embargo, cuando los humanos extendieron sus tentáculos de exploración hacia el vasto universo, descubrieron algunos fenómenos desconcertantes.

En las décadas de 1930 y 1970, muchos científicos observaron diferentes galaxias y descubrieron que la masa gravitacional de las galaxias era mucho mayor que la masa fotométrica. Desde entonces, los científicos han señalado que hay una gran cantidad de materia invisible en el universo: si solo la materia visible participa en las interacciones gravitacionales, entonces la velocidad de rotación desde el centro de la galaxia hasta los brazos espirales será cada vez menor a medida que el radio aumenta. Según la teoría de la astrofísica, esto provocará inestabilidad en la galaxia. También podemos llegar a esta conclusión simplemente mediante la fórmula del movimiento circular gravitacional utilizada en la física de la escuela secundaria.

Pero las observaciones reales muestran que la velocidad de rotación de los brazos espirales de las galaxias estables se vuelve uniforme a medida que aumenta el radio, de modo que la galaxia permanecerá estable. Este fenómeno también muestra que la mayor parte de la masa de la galaxia no se concentra en el centro de la galaxia, sino que hay mucha "materia oscura" invisible distribuida por toda la galaxia, y la materia visible es sólo una pequeña parte de la masa. de la galaxia.

Sabemos que, hasta ahora, aunque la física teórica se puede desarrollar de forma completamente independiente, en última instancia, la exactitud de la teoría debe comprobarse mediante experimentos fiables. La teoría y la experimentación se complementan entre sí. Aunque la propuesta de la materia oscura sólo surge de la lluvia de ideas y los cálculos matemáticos de los científicos, es de gran importancia para la comprensión del universo por parte de la humanidad. En cuanto a si la teoría será finalmente confirmada o revocada, todavía depende de pruebas experimentales específicas.