¿Qué le pasaría a la Tierra si desapareciera la materia oscura del Universo?

¿Qué ocurriría si desapareciera? Sin materia oscura todas las galaxias grandes perderían estrellas, concretamente las que están en las «afueras».

Si eliminásemos la materia oscura de la Vía Láctea, todo lo que está ahora en la periferia de la galaxia, las estrellas más alejadas del centro, se separarían. Y lo harían porque están rotando. Es como si quitamos el Sol del sistema solar: los planetas que normalmente giran a su alrededor, atraídos por su masa, se escaparían. Sin la atracción del Sol, seguirían moviéndose en línea recta, en función de en qué momento angular estuvieran sus órbitas, pero en cualquier caso saldrían disparados.

NGC 1277 es un buen ejemplo de que puede existir una galaxia masiva sin materia oscura. Aunque realmente no sabemos lo que le pasó a esta galaxia, lo interesante es que, como no ha tenido materia oscura no ha podido atraer material de fuera, esto es, las estrellas y el gas de la periferia que suelen estar presentes en otras galaxias. Por eso es un objeto único en el universo, como no hay otro igual.

En el centro de cualquier galaxia masiva, la materia ordinaria está más concentrada que la materia oscura y su efecto gravitatorio es predominante. Por eso las estrellas y todos los objetos del centro galáctico no se verían afectados gravemente si la materia oscura desapareciera.

La mayor parte de las estrellas no escapan del centro de la galaxia, se quedan ahí. Cada vez que se acercan más, se mueven más rápido. Pero no colapsan, porque se mueven. Colapsar, de hecho, es muy difícil.

El sistema solar y la Tierra están en mitad de la la Vía Láctea, así que posiblemente no nos afectaría demasiado si desapareciera la materia oscura. Habría que hacer números para estar seguros, probablemente notaríamos algo, pero el Sol está lo suficientemente cerca del centro de la galaxia como para que la fuerza de gravedad dominante no sea la de la materia oscura sino la del resto de la materia.

La desaparición de la materia oscura en las galaxias de baja masa, las llamadas galaxias enanas, sí que tendría un efecto catastrófico.

Las galaxias enanas son las más numerosas. Estas galaxias tienen mayor proporción de materia oscura respecto a su masa total que las galaxias más masivas. En ellas, la masa de la materia oscura puede llegar a ser hasta decenas de miles de veces mayor que la materia luminosa. Por eso, en este caso, las consecuencias de perder la materia oscura serían muy superiores a las de perder las estrellas del exterior: las galaxias enanas se disgregarían por completo.

No sabemos como se formó el agujero negro del centro de nuestra galaxia, Sagitario A*. Aunque se llame agujero negro, su origen no tiene que deberse necesariamente a un colapso de materia oscura.

El agujero negro en el centro de nuestra galaxia actúa muy localmente. No dicta en ningún caso la órbita del Sol y no tiene ningún efecto considerable. A escala de la galaxia como un todo, la atracción del agujero negro es irrelevante. Si lo quitásemos del sistema, probablemente no ocurriría nada significativo.

Contando sus 200 000 millones de estrellas, su agujero negro supermasivo y su halo de materia oscura, la Vía Láctea tiene una masa de 1,15 billones de soles. Por eso decimos que estamos ante una galaxia masiva. Andrómeda, nuestra galaxia vecina más importante, también lo es, con una masa de aproximadamente 1,5 billones de veces la del Sol.

La atracción gravitacional que ejercen una sobre otra hace que se estén acercando (contrarrestando el efecto de la expansión del universo) y, en algún momento, se fusionarán. Es más, son tan masivas que aunque quitáramos el alto contenido de materia oscura probablemente terminarían fusionándose. Eso sí, lo harían en un plazo de tiempo mucho mayor del que se prevé en la actualidad al disponer de materia oscura.

Imaginemos por un momento que la materia oscura no hubiera existido nunca. Ese panorama cambiaría mucho las cosas, para empezar porque las galaxias enanas a lo mejor no se hubieran formado nunca. Eliminar la materia oscura de la ecuación al principio del universo implica que se generarían principalmente galaxias muy masivas.

La Vía Láctea probablemente sí se hubiera formado, pero tendría casi con toda seguridad muchas menos estrellas. Y tampoco veríamos los llamados halos estelares que resultan de la canibalización de las galaxias enanas por parte de las galaxias mas masivas.

Hay materia oscura por todos lados. Aun así, toda la materia oscura que existe es incapaz de frenar la aceleración de la expansión del universo. La materia oscura solo ejerce el papel de atraerlas más en aquello que tiene relativamente cerca.

Por otro lado, la materia oscura es capaz de contrarrestar lo que denominamos como flujo de Hubble (Hubble Flow). Hay algunas escalas donde, gracias a que hay materia oscura, los objetos se desacoplan de la expansión y colapsan (el caso de Andrómeda y la Vía Láctea es un buen ejemplo).

Si quitáramos toda la materia oscura de golpe, al igual que pasaría con las estrellas de la periferia de las galaxias masivas, las galaxia mas externas de los cúmulos de galaxias saldrían disparadas. Algunas de estas galaxias a la fuga se incorporarían al flujo de Hubble y, por tanto, a la expansión global del universo.

¿Y qué hay de la energía oscura? Con lo que sabemos a día de hoy sobre ella, aún en el escenario hipotético de que despareciera la materia oscura, la energía oscura no produciría un efecto tan radical como para forzar la disgregación total del universo.

Este artículo fue publicado originalmente en 'The Conversation'.

SOBRE EL AUTOR

Ignacio Trujillo Cabrera

Profesor de Investigación, Instituto de Astrofísica de Canarias