Quan els científics miren al cel encara hi ha molt per descobrir. Tan sols el 4% és matèria i energia observable, formada per partícules que ja es coneixen i que a més es poden observar. La resta de l'Univers, la immensa majoria, encara pertany al terreny de les hipòtesis i les teories per confirmar. És la part més obscura del cosmos. El 73%, energia fosca. El 27%, matèria fosca. Noms similars que poden explicar misteris similars, encara que no siguin el mateix. En tot cas, tenen en comú que els científics les intueixen però encara no tenen evidències directes de la seva existència. Ambdues són complicades de buscar. I d'explicar.
La matèria fosca no es veu a través de la llum que emet, sinó que se'n coneix l'existència a partir de la influència gravitatòria que exerceix en el seu entorn. Es creu que està darrere de cada una de les partícules que ja coneixem encara que no interaccioni electromagnèticament i, per tant, no emeti llum. Així, els científics creuen que, per exemple, un electró, un quark o un neutrí tenen companys simètrics. D'aquí la teoria de les supersimetries, Susy per als que la coneixen bé. I aquestes supercompanyes de les partícules que ja es coneixen serien els selectrons, squarks o neutralins.
Encara que per les seves propietats físiques s'amaguin de qualsevol aparell d'observació, els científics consideren que hi són, si més no fins que es demostri el contrari. La seva existència fa que molts dels càlculs que es fan sobre l'Univers quadrin. Entre altres experiments, les supercompanyes es busquen al col·lisionador de partícules de Ginebra, l'LHC, a l'ATLAS, en un experiment en què també participa Catalunya a través de l'Ifae. Igual que aquest mateix aparell intenta trobar el bosó de Higgs, també s'hi intenta produir aquestes partícules supersimètriques -que a l'Univers formarien aquesta gran quantitat de matèria que no es veu però de la qual hi ha pistes-. De totes maners, fins ara encara no se n'ha trobat cap.
Energia desconeguda
Encara més desconeguda és l'energia fosca. La seva existència es va començar a intuir quan els astrònoms es van adonar que l'expansió de l'Univers s'estava accelerant, en comptes d'alentir-se, com hauria de passar per lògica amb el temps. Va ser aleshores quan es va atribuir a algun tipus d'energia desconeguda. De fet, el premi Nobel de física de l'any passat el van guanyar els científics que van descobrir-ho.
Hi ha diferents experiments en marxa per arribar a definir ben bé la seva naturalesa. Un dels més interessants és una càmera que s'acaba d'estrenar, anomenada DEcam i de la qual s'espera que sigui capaç de detectar l'energia fosca a l'Univers. És a Xile, a Cerro Tololo, al telescopi Víctor M. Blanco. En el projecte, liderat des del Fermilab, dels Estats Units, hi han intervingut investigadors de dos centres recerca catalans: l'Ifae i l'Institut de Ciències de l'Espai (ICE). És la càmera digital més potent del món i acaba d'obtenir les primeres imatges digitals. Pesa 11 tones i és més gran que una nevera de doble porta.
La foscor dels orígens
Fa vuit mil milions d'anys, els raigs de llum d'unes galàxies llunyanes van iniciar el seu llarg viatge cap a la Terra. Fa poc més d'una setmana, aquesta llum tan antiga va arribar fins a l'òptica d'aquesta càmera d'energia fosca, en la qual treballa l'investigador de l'Ifae Enrique Fernández, que fa més de vint anys que es dedica a investigar què amaga la foscor de l'Univers i que forma part de l'equip del projecte. "La càmera funcionarà durant cinc anys i prendrà mesures sobre l'expansió de l'Univers provinents de 300 milions de galàxies, 100.000 cúmuls de galàxies i 4.000 supernoves, que són a més de 5.000 milions d'anys llum", explica Fernández. Per fer-nos a la idea de la seva llunyania: la llum del Sol és a vuit minuts de la Terra. La càmera ja ha captat la primera llum (així anomenen els experts la primera imatge que es pren) i ha demostrat que funciona.
Per aconseguir aquesta càmera han col·laborat científics de tres continents durant uns vuit anys. Des de Catalunya s'ha dissenyat, construït i verificat l'electrònica d'alta velocitat que llegeix i controla els CCD de la càmera, i a més s'ha dissenyat i implementat el programari que ajuda a orientar el telescopi. Té una sensibilitat sense precedents, a la qual se suma l'elecció de l'emplaçament. No és casual que estigui situada a Cerro Tololo. Les excel·lents condicions atmosfèriques dels Andes xilens afavoreixen que la resolució de les imatges sigui la més nítida que mai s'ha obtingut en un procés de cartografia astronòmica de tanta magnitud. "Esperem que ens ajudi a entendre per què l'expansió de l'Univers s'està accelerant, que ara mateix probablement és el misteri més profund de totes les ciències", explica Ramon Miquel, investigador Icrea de l'Ifae. "Aquests grans mapes també dibuixen la història del cosmos com una autèntica màquina del temps", explica Enrique Gaztañaga, professor d'investigador del CSIC a l'ICE. En definitiva, les dades que es recullin poden ser revolucionàries: permetran confirmar o refutar les hipòtesis actuals sobre l'origen del cosmos, és a dir, de la teoria del Big Bang.
La matèria que s'amaga
Per què s'està més o menys segur que la matèria fosca, encara que ningú l'hagi vist mai, existeix? L'estudi de galàxies espirals va ser la primera pista que va fer sospitar que existien. La matèria que es veu no quadra amb la que es detecta amb els instruments de mesura, i per tant això va fer pensar que hi havia alguna cosa més que no era observable. El primer cop que es van observar aquestes discrepàncies va ser el 1930, al cúmul de Coma, on hi ha vàries galàxies. De fet, se sospita que la matèria fosca podria jugar un paper important en un esdeveniment que afectarà el nostre planeta en el futur. Un estudi recent indica que la Via Làctia, el conjunt de milers de milions d'estrelles al qual també pertany el Sol, acabarà xocant amb la seva veïna Andròmeda d'aquí 4.000 milions d'anys.
