Desde hace años, la materia oscura y la energía oscura se encuentran entre los grandes misterios sin resolver del Universo. Aunque no se pueden observar directamente, se sabe de su existencia por los efectos que producen: la materia oscura contribuye a formar el “esqueleto” cósmico sobre el que se agrupan las galaxias, mientras que la energía oscura está relacionada con la aceleración de la expansión del Universo.
“En realidad reciben ese nombre por nuestra ignorancia, no es que sean oscuras, es que no sabemos qué son porque no emiten luz”, explicó en entrevista Miguel Ángel Aragón Calvo, investigador del Instituto de Astronomía de la UNAM, sede Ensenada.
La materia oscura
Se trata de un componente del Universo que, hasta donde sabemos, se comporta como materia, pero no emite, absorbe ni refleja luz de una forma que podamos detectar directamente. Su presencia se infiere principalmente a través de los efectos gravitacionales que produce. Hasta ahora no se han confirmado otras interacciones de la materia oscura con la materia ordinaria.
“Solamente podemos inferirla a través del efecto gravitacional que tiene sobre los grupos de galaxias. No hay forma de verla a través de los telescopios”.
Tenemos evidencia indirecta de su existencia porque podemos observar sus efectos gravitacionales. Por ejemplo, “vemos que las regiones externas de las galaxias deberían girar más lento de lo que giran, porque no hay suficiente materia luminosa para que giren a la velocidad que lo hacen”.
Las curvas de rotación de las galaxias constituyen, precisamente, una de las principales evidencias de la existencia de materia que no podemos observar directamente.
Una de las explicaciones propuestas por los científicos es que las galaxias se encuentran rodeadas por grandes halos de materia oscura. Además, los cúmulos de galaxias reúnen cientos e incluso miles de estos objetos que se desplazan a grandes velocidades.
De hecho, dijo el académico universitario, las galaxias dentro de estos cúmulos se mueven a velocidades que no pueden explicarse únicamente con la cantidad de materia visible. De acuerdo con los cálculos de los astrónomos, sin esa masa adicional muchos de estos sistemas no podrían mantenerse unidos.
A partir de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein, los astrónomos utilizan también el efecto de lente gravitacional, que les permite estudiar materia que no pueden observar directamente. Con este método analizan cómo la gravedad de grandes concentraciones de masa curva el espacio-tiempo y modifica la trayectoria de la luz.
Así han observado que cuando la luz procedente de objetos distantes pasa cerca de cúmulos de galaxias, su trayectoria se desvía. Sin embargo, la cantidad de materia visible no es suficiente para explicar la magnitud de esa curvatura. Esto indica que existe materia que no podemos ver directamente y que también ejerce gravedad.
Esto ha llevado a preguntarse: ¿qué papel juega la materia oscura en la formación y evolución de las galaxias? Los modelos cosmológicos indican que la materia oscura constituye una especie de esqueleto de la red cósmica.
Al inicio del Universo había pequeñas fluctuaciones de densidad: regiones ligeramente más densas y otras ligeramente menos densas.
Mientras la materia ordinaria puede interactuar mediante distintas fuerzas, la materia oscura parece hacerlo principalmente a través de la gravedad. Bajo la acción de esta fuerza comenzó a concentrarse y favoreció la formación de las estructuras que dieron origen al “esqueleto” del Universo.
A partir de ahí, la materia oscura formó ese “esqueleto” inicial, mientras que la materia ordinaria se fue concentrando en esas estructuras. Con el paso del tiempo, este proceso favoreció la formación de estrellas, galaxias y cúmulos de galaxias.
La energía oscura
La energía oscura es un misterio todavía mayor que la materia oscura. De acuerdo con las estimaciones cosmológicas actuales, aproximadamente el 68 por ciento del contenido de masa y energía del Universo corresponde a energía oscura, alrededor del 27 por ciento a materia oscura y cerca del 5 por ciento a materia ordinaria.
Su efecto está relacionado con la expansión acelerada del Universo. Una de las posibilidades que estudian los físicos es que se encuentre relacionada con la energía asociada al vacío del espacio.
“Existen varias teorías sobre qué es. Por ejemplo, los astrónomos piensan que es la energía del vacío, pero el problema es que lo que han medido es muy diferente a la energía del vacío de la física cuántica”.
De hecho, bajo ciertas estimaciones teóricas que llevan los cálculos de la energía del vacío hasta la escala de Planck, la discrepancia puede alcanzar alrededor de 120 órdenes de magnitud. Este desacuerdo, relacionado con el llamado problema de la constante cosmológica, constituye uno de los grandes desafíos de la física moderna.
La existencia de la energía oscura se infiere mediante distintas observaciones cosmológicas. Un momento fundamental ocurrió en 1998, cuando dos equipos internacionales estudiaron explosiones estelares conocidas como supernovas tipo Ia.
Los trabajos encabezados por Saul Perlmutter, Brian Schmidt y Adam Riess llevaron al descubrimiento de la expansión acelerada del Universo, por el que recibieron el Premio Nobel de Física de 2011.
Al medir el brillo y las distancias de supernovas lejanas, los investigadores descubrieron que eran más tenues de lo esperado para un Universo cuya expansión estuviera desacelerándose. La conclusión fue sorprendente: el Universo no sólo se expandía, sino que su expansión se estaba acelerando.
El hallazgo transformó la cosmología, pues hasta entonces se esperaba que la gravedad frenara paulatinamente la expansión cósmica. Aunque la energía oscura no ha sido observada directamente, los científicos infieren su existencia por los efectos que produce a gran escala en el cosmos.
Actualmente, los astrónomos estiman que la materia y la energía oscuras representan juntas alrededor del 95 por ciento del contenido de masa y energía del Universo.
¿Qué implica que conozcamos tan poco del Universo?
Este escenario implica que todavía hay mucho trabajo por hacer. “El día que encontremos qué son la materia y energía oscura, probablemente será una revolución en la física”.
Con la materia oscura, añadió el académico universitario, una posibilidad es que se descubra algún nuevo tipo de partícula que modifique nuestra concepción de la física subatómica.
En cambio, comprender la naturaleza de la energía oscura podría exigir cambios todavía más profundos en la física. Sin embargo, todavía “no sabemos qué signifique esta revolución”.
La búsqueda de la materia oscura se realiza no sólo al observar el Universo con telescopios. En la Tierra también se desarrollan experimentos con detectores extremadamente sensibles, algunos instalados a gran profundidad, para intentar identificar posibles partículas de materia oscura.
En cuanto a la energía oscura, existen proyectos como DESI, Dark Energy Spectroscopic Instrument (Instrumento Espectroscópico para la Energía Oscura). Está instalado en el telescopio Nicholas U. Mayall de cuatro metros, en el Observatorio Nacional de Kitt Peak, Arizona.
Su objetivo es reconstruir la historia de la expansión del Universo mediante la observación de millones de galaxias y cuásares, y estudiar así cómo se ha comportado la energía oscura a lo largo del tiempo.
Los resultados de los primeros tres años de observaciones de DESI, publicados en 2025 y combinados con otros datos cosmológicos, reforzaron los indicios de que la energía oscura podría evolucionar con el tiempo, en lugar de mantenerse constante. Sin embargo, estos resultados todavía no permiten afirmarlo como un descubrimiento.
Además, un nuevo análisis publicado por la colaboración DESI en julio de 2026, basado en mediciones del llamado bosque Lyman-alfa, resultó compatible con el modelo cosmológico estándar. Los investigadores señalaron que estos datos podrían debilitar los indicios de una energía oscura cambiante o indicar que se necesita un modelo más complejo para explicar conjuntamente las observaciones.
Por ahora, la pregunta continúa abierta. Los resultados completos de los cinco años de observaciones de DESI sobre energía oscura están previstos para 2027.
“Estamos en un punto en el cual las cosas pueden cambiar de forma radical y eso es muy bueno para la ciencia”.