¿Hemos visto por fin la materia oscura? La promesa de un hallazgo histórico entre el escepticismo científico

Casi cien años después de que el astrónomo suizo Fritz Zwicky propusiera su existencia, un investigador japonés asegura haber detectado por primera vez señales directas de materia oscura.

El profesor Tomonori Totani, del Departamento de Astronomía de la Universidad de Tokio, afirma haber identificado rayos gamma con características únicas que coincidirían con la aniquilación de partículas de esta misteriosa sustancia invisible.

Sin embargo, la comunidad científica internacional, incluidos varios expertos españoles, recibe el anuncio con cautela y señala importantes limitaciones que impiden confirmar que estemos ante uno de los mayores descubrimientos de la historia de la física.

El 85% de la materia del universo es invisible

La materia oscura es uno de los enigmas más profundos de la ciencia moderna. Supone aproximadamente el 85% de toda la materia del universo, pero resulta completamente invisible porque no interactúa con la luz: no la absorbe, no la refleja ni la emite.

Su presencia solo puede inferirse por los efectos gravitacionales que ejerce sobre la materia visible, como su capacidad para mantener unidas las galaxias que, de otro modo, se dispersarían por el espacio debido a su velocidad de rotación.

Durante décadas, los científicos han intentado detectarla directamente, sin éxito.

Un exceso de rayos gamma en la Vía Láctea

El estudio de Totani, publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, analiza 15 años de datos del telescopio espacial Fermi de la NASA.

El investigador se centró en las regiones intermedias de la Vía Láctea, donde se espera una alta concentración de materia oscura.

Su análisis reveló un exceso de rayos gamma con una energía específica de 20 gigaelectronvoltios, una cantidad extraordinariamente grande de energía, que forma una estructura en forma de halo extendiéndose hacia el centro de nuestra galaxia.

Las partículas WIMP: la teoría más aceptada

Según la teoría más aceptada, la materia oscura podría estar compuesta por partículas masivas de interacción débil, conocidas como WIMP por sus siglas en inglés.

Estas partículas, con una masa aproximadamente 500 veces superior a la de un protón, apenas interactuarían con la materia ordinaria. Sin embargo, cuando dos WIMP colisionan, se teoriza que se aniquilarían mutuamente liberando otras partículas, incluidos los rayos gamma que Totani habría detectado. El espectro de energía observado coincidiría con las predicciones teóricas para este tipo de aniquilación.

"La primera vez que la humanidad ha 'visto' la materia oscura"

La nota de prensa de la Universidad de Tokio presenta el hallazgo con un considerable entusiasmo y en ella el propio Totani declara que, de confirmarse, "marcaría la primera vez que la humanidad ha 'visto' la materia oscura", lo que "significaría un desarrollo importante en astronomía y física".

El investigador considera que sus mediciones no pueden explicarse fácilmente por otros fenómenos astronómicos convencionales, lo que reforzaría la interpretación de que se trata efectivamente de materia oscura.

Los científicos españoles frenan el entusiasmo

No obstante, la recepción del estudio entre los científicos españoles consultados por Science Media Centre España ha sido considerablemente más reservada.

Miguel Ángel Sánchez Conde, profesor de la Universidad Autónoma de Madrid y coordinador científico de la Colaboración NASA Fermi-LAT entre 2023 y 2025, reconoce que se trata de "un trabajo serio y a muy tener en cuenta", realizado con herramientas estándares y de buena calidad.

Sin embargo, subraya que "resulta imposible afirmar que 'es la primera vez que se ha visto la materia oscura'" debido a las grandes incertidumbres que rodean el hallazgo.

El problema del 'ruido' astrofísico

El principal problema, según Sánchez Conde, radica en nuestro conocimiento todavía limitado sobre la producción exacta de rayos gamma mediante fenómenos astrofísicos convencionales en diferentes zonas de nuestra galaxia.

Existen importantes dificultades para distinguir entre las múltiples componentes que contribuyen a la emisión difusa galáctica en este rango de energía. Esta misma confusión ha llevado en el pasado a anunciar en varias ocasiones la detección de materia oscura, cuando análisis posteriores demostraron que se trataba de astrofísica convencional incorrectamente modelada.

Una tasa de aniquilación demasiado alta

Además, Sánchez Conde señala otras cuestiones problemáticas. Para explicar el exceso observado con WIMP, estas partículas deberían aniquilarse a una tasa aproximadamente diez veces superior a lo esperado.

Esta tasa de aniquilación tan elevada entra en conflicto directo con los límites más robustos establecidos mediante observaciones de galaxias enanas, que son los mejores objetos para este tipo de búsquedas.

Asimismo, la interpretación del exceso como materia oscura requeriría que su distribución en la galaxia fuera especialmente atípica, con un cambio brusco en las zonas más cercanas al centro galáctico.

"No es la primera vez" que se detecta un exceso de rayos gamma

Jorge Sánchez Almeida, del Instituto de Astrofísica de Canarias, es aún más directo en su valoración, y señala que no es correcto afirmar que sea la primera vez que se detecta un exceso de rayos gamma en la Vía Láctea, ya que el propio autor menciona trabajos anteriores en su artículo.

Además, destaca las múltiples incertidumbres en el modelado tanto de las fuentes astrofísicas convencionales como de la señal esperable de la materia oscura, incluyendo el desconocimiento sobre la distribución exacta del halo de materia oscura en nuestra galaxia.

"La investigación no es de muy buena calidad"

La crítica más contundente proviene de Juan Abel Barrio, catedrático de la Universidad Complutense de Madrid, que considera que "la investigación no es de muy buena calidad ni encaja con la evidencia existente", y señala que el mismo autor reconoce que su resultado está fuera de los límites de exclusión obtenidos por la colaboración Fermi.

El investigador español recuerda que la colaboración internacional Fermi, formada por unos 150 científicos, lleva más de 15 años buscando evidencias de materia oscura sin encontrar ninguna estadísticamente significativa.

"Si lo hubiera hecho, el anuncio llegaría de forma oficial por parte de la NASA, se hubiera enviado a Nature y significaría un premio Nobel al año siguiente", afirma.

La verificación independiente, clave para confirmar el hallazgo

Totani es consciente de que sus resultados necesitan verificación independiente y sugiere que la detección de emisiones de rayos gamma con la misma energía en galaxias enanas dentro del halo de la Vía Láctea fortalecería su análisis una vez se acumulen más datos.

Esta confirmación adicional sería crucial para distinguir entre una señal genuina de materia oscura y algún fenómeno astronómico convencional aún no identificado.

Décadas de falsas alarmas justifican la prudencia

El caso ilustra la complejidad inherente a la búsqueda de materia oscura, uno de los mayores desafíos científicos del último siglo. Cada nuevo indicio debe someterse al escrutinio más riguroso, especialmente cuando las implicaciones serían revolucionarias.

Mientras la nota de prensa habla de "ver" por primera vez la materia oscura, la comunidad científica mantiene una prudencia justificada por décadas de falsas alarmas.

De confirmarse definitivamente, estaríamos ante uno de los grandes descubrimientos de la historia de la ciencia. Hasta entonces, la materia oscura sigue siendo, esencialmente, invisible.