Han adquirido una ingente cantidad de conocimientos de notable precisión sobre cómo nacen las estrellas, cómo se distribuyen las galaxias en el cosmos o de qué está hecho éste. Pero cuantas más respuestas obtienen, más incógnitas emergen y las preguntas fundamentales, los retos más difíciles, van cambiando. Estos son algunos de los misterios que persisten, según la revista científica Science.
Energía oscura
Desde que nació hace 13.700 millones de años en una gran explosión, el universo se expande, como un globo que se hincha, y las galaxias se alejan unas de otras. Así seguiría hasta que, si hubiera suficiente masa, la atracción gravitatoria haría que en algún momento empezara a replegarse y acabaría de nuevo comprimido. En caso de no haber suficiente masa en el cosmos, la expansión no cesaría nunca. Hace 14 años unos científicos se llevaron la gran sorpresa: la expansión del universo, en lugar de ralentizarse, se acelera.
Ha sido denominada energía oscura, pero nadie sabe qué está produciendo esa aceleración de la expansión. La mejor explicación para muchos es la constante cosmológica que propuso Einstein —aunque luego la rechazara— y que sería “una propiedad del vacío que estiraría el espacio-tiempo”, analiza Science. También podría ser un nuevo tipo de fuerza o una ilusión.
Materia oscura fría o caliente
Según los cálculos actuales, sólo el 4,6% del universo es materia común, los átomos y partículas que forman todo lo que vemos. El 72% es energía oscura y el 23% no está mucho más claro: es la denominada materia oscura. No absorbe ni emite luz en cualquier longitud de onda que se mire, pero manifiesta su presencia por su efecto gravitatorio, sobre todo en las galaxias.
Según una teoría, la materia oscura estaría compuesta de desconocidas partículas elementales pesadas, lentas —frías—, de masa entre una y mil veces la del protón. Pero las observaciones, cálculos, hipótesis y simulaciones no cuadran del todo. Otra opción es que la materia oscura sea caliente, con partículas igualmente desconocidas, pero con una masa de unas pocas millonésimas de las del protón.
Explosiones estelares
Las estrellas nacen, viven y mueren. Y su destino depende de su masa. En su interior, un reactor de fusión la hace lucir y evita su colapso bajo el efecto de la gravedad. Pero el combustible, hidrógeno, se acaba. Si la estrella es, al menos, ocho veces más masiva que el Sol, cuando se apaga el reactor se hunde, se forma en el centro una compacta estrella de neutrones y las ondas de choque generadas en el proceso hacen que salgan disparadas las capas exteriores en una explosión de supernova, que puede brillar más que la galaxia que la aloja. Si la estrella es aún más masiva se formará al final un agujero negro.
Otra posibilidad es que dos estrellas estén orbitando una en torno a otra y una atraiga materia de la vecina hasta que colapsa y genera una brillante explosión. Pero sobre estos procesos persisten incógnitas, por ejemplo ¿cómo se forma un agujero negro?
Rayos cósmicos superenergéticos
Los rayos cósmicos son partículas eléctricamente cargadas —protones, electrones y núcleos atómicos de hidrógeno o helio— que bombardean constantemente a la Tierra procedentes del espacio. Son de diversa energía y se generan, por ejemplo, en el Sol o en objetos de nuestra galaxia. Pero también pueden surgir en el entorno de agujeros negros o en las explosiones de rayos gamma. El origen de los más potentes, con energías hasta 100 millones de veces superiores a las partículas que circulan en los aceleradores de vanguardia, son un enigma.
El ardiente sol
De nuestra estrella se sabe mucho, pero no todo. La atmósfera del astro, la corona, alcanza temperaturas que van desde los 500 mil grados centígrados hasta los seis millones de grados. Se comprende básicamente cómo se calienta esa corona y, sin duda, hay mucha energía en el interior del Sol que emerge a la superficie por los campos magnéticos. Pero sobre el mecanismo de transporte del calor hacia el exterior, no hay acuerdo entre los expertos. Aunque la estrella se puede observar con telescopios en el espacio y en tierra, los físicos aún no pueden medir directamente muchas propiedades cruciales. Los nuevos observatorios en preparación pueden dar respuestas.