No todo lo que existe en el universo es visible. Los astrónomos pueden ver directamente todos los objetos astronómicos (como las estrellas) que emiten luz o cualquier otro tipo de radiación electromagnética.

Sin embargo, sabemos que existen objetos que no se pueden ver directamente. Por ejemplo:

¿Cómo sabemos que en el universo debe existir materia oscura?

	Las estrellas en algunas galaxias espirales giran muy rápidamente. Según las leyes de la mecánica de Newton, la velocidad de una estrella a lo largo de su órbita depende de la masa de la galaxia contenida dentro de la órbita de la estrella. Sin embargo la masa visible es mucho menor que lo esperado. ¿Dónde está la masa que falta?
	Las galaxias en el universo normalmente se agrupan en cúmulos que para mantenerse unidos necesitan de la fuerza de atracción gravitacional producida por una gran cantidad de masa. La masa requerida no se observa. ¿Dónde está?
	Las grandes estructuras que vemos en el universo se formaron a partir de pequeñas irregularidades en la distribución de la materia al momento del big-bang. Más adelante, con la ayuda de la gravedad, estas fluctuaciones se hacen cada vez más fuertes y al final resultan galaxias, cúmulos, etc. Por otro lado, la radiación existente en el universo interactúa con la materia y por lo tanto se ve afectada por estas fluctuaciones. La señal que queda en la radiación de fondo es como una fotografía del universo joven y fue tomada por primera vez por el satélite COBE. El análisis de las fluctuaciones en la radiación de fondo indica que debe existir más materia en el universo de lo que observamos a simple vista. ¿Dónde está la materia que no observamos?
	En un sistema binario formado por una estrella y un agujero negro, los dos cuerpos se mueven en una órbita en torno a un centro común. El agujero negro no se ve, pero la estrella si se puede ver. Debido al movimiento de la estrella en torno al centro del sistema binario, desde la Tierra se ve como si ésta se alejara y acercara cíclicamente. Este fenómeno se ha confirmado observando el efecto Doppler de la luz emitida por la estrella.
	Existen fuertes argumentos teóricos a favor de un universo dominado por materia oscura. Estos argumentos se basan en el llamado modelo inflacionario según el cual el universo sufrió un período de crecimiento acelerado a los pocos instantes después del Big Bang. Esta teoría predice que el universo estaría dominado por materia oscura: 99% de la materia que forma el universo no es visible. La cantidad total de masa predicha por este modelo es un parámetro que los astrofísicos llaman la masa crítica del universo.

¿Cómo podemos detectar la presencia de materia oscura?

¿Cuál es la naturaleza de la materia oscura?

¿Será posible que los objetos que constituyen la materia oscura del universo estén formados de electrones, protones y neutrones tal como ocurre con las estrellas y los planetas?

Veamos:

El efecto de lente gravitacional producido por objetos astronómicos no visibles directamente ha servido para revelar de manera muy clara la presencia de materia oscura.
La materia 'normal' de la cual están hechos todos los objetos que observamos básicamente se puede reducir a electrones, protones y neutrones (colectivamente llamados bariones, o materia bariónica).
La cantidad total de materia bariónica en el universo es un parámetro conocido, ya que éste determina la composición de la materia primordial originada en el Big Bang (75% hidrógeno, 25% helio). Si efectivamente vivimos en el universo con masa crítica que predice el modelo inflacionario, entonces apenas una fracción del 1 al 2% sería masa barionica. La fracción restante sería un tipo de materia no-barionica, es decir que no sienten la fuerza nuclear fuerte. Posibles candidatos son el neutrino, y otras partículas elementales que interactúan débilmente.

Artículo de profundización en el tema: La materia oscura del universo

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