El astrónomo Fritz Zwicky (1898 – 1974) de origen suizo, pero pasando casi toda su vida en Pasadena, USA, publicó en 1936 un trabajo sobre el cúmulo de galaxias en Coma, que contiene unas 1000 galaxias. Él determinó las luminosidades de las galaxias, y aplicando una relación conocida entre luminosidad y masa, estimó la masa total de cada galaxia y la de todo el cúmulo. Por otro lado, en base al efecto Doppler pudo medir las velocidades radiales de cada galaxia, y estimar en forma estadística sus velocidades reales espaciales.

La dispersión grande de estos valores llevó a Zwicky a una contradicción muy llamativa: En promedio, las galaxias se mueven demasiado rápido, a velocidades mucho mayores que la velocidad de escape del cúmulo, según la “masa luminosa” total, calculado antes. Con otras palabras: el cúmulo Coma debe haberse disuelto hace mucho tiempo, no debería existir. ¡Pero existe!

Entonces, Zwicky concluyó que la masa total del cúmulo debe ser mucho mayor que la masa luminosa visible, para poder mantener sus galaxias juntas. Fue una primera indicación de una masa adicional invisible y oscura, solo manifestándose por su acción gravitatoria. No fue un efecto pequeño, sino bastante grande: Zwicky calculó que la masa debe ser 160 veces más que su masa visible, para que las galaxias se mantengan en el cúmulo y no escapen. Valores modernos son más bajos, pero el efecto se mantiene con alta significancia.

En aquella época, los astrónomos hicieron poco caso a los resultados de Zwicky. Pero varias décadas mas tarde, la astrónoma norteamericana Vera Rubin (nacida en 1928) detectó algo parecido dentro de las galaxias: Las estrellas que están en órbita alrededor del centro de cada galaxia se mueven a velocidades mayores que las esperadas según la masa total del material luminoso en el interior de cada órbita (estrellas y de la materia interestelar). De nuevo: las estrellas no deberían quedarse en sus órbitas, sino haber escapadas de su galaxia hace mucho tiempo, si la masa calculada de los objetos luminosos y visibles es correcta. Pero siguen allí, las galaxias todavía existen.

A esto se sumaron otros indicios. Los cálculos modernos demuestran que solo unos 15% de la masa total del Universo existe en forma de estrellas, planetas, gas y polvo interestelar y intergaláctico. El resto es desconocido, y se lo llaman “materia oscura”. Por supuesto, hubo muchas especulaciones al respecto, de qué consiste, pero todavía no hay ninguna solución convincente.

Incluso empeoró esta situación a fines de la década de los años 90: Analizando las curvas de luz de supernovas tipo Ia lejanas se descubrió que la expansión del Universo que Edwin Hubble había detectado unos 70 años antes, no es uniforme con velocidad constante, sino acelerado: su velocidad aumenta con el tiempo. Todos sabemos de nuestras clases de física elemental que un movimiento con velocidad constante se mantiene sin una fuerza adicional (despreciando roces), pero para un movimiento acelerado necesitamos aplicar un trabajo adicional, que implica una fuente de energía disponible. ¿Cuál es? No lo sabemos, pero podemos aplicar la equivalencia de masa m y energía E, encontrado por Einstein en su famosa formula E = m · c² . Entonces, transformando la energía necesaria para la aceleración observada del Universo en una “masa virtual” llegamos a las siguientes proporciones:

• Energía oscura: 73%
• Materia oscura: 23%
• Materia ordinaria: 4%

La materia ordinaria se divide en:

• Componentes luminosos: 0.4% (consiste en estrellas y gas caliente interestelar)
• Componentes sin luz propia: 3.3% (consiste en enanas café, planetas, polvo y gas frío interestelar)
• Neutrinos: 0.3%

A mediados del siglo XX, después del descubrimiento de la materia interestelar y de la llegada de la radioastronomía, los astrónomos creían conocer bien las componentes principales del Universo: estrellas, gas y polvo interestelar. Hoy, en pleno siglo XXI y después de haber pasado un desarrollo agitado en tecnologías, con telescopios más y más grandes y detectores más eficientes y sensibles, llegamos a una situación muy peculiar y paradoja: Estas componentes conocidas suman solo un 4% de todo, y no tenemos idea en qué consisten los restantes 96%. ¡Que retroceso gigantesco de la ciencia! ¿O esto nos llevará a algo nuevo, un paso importante, un salto cuántico en nuestro entendimiento del mundo?

Lo esperamos.