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La materia oscura y la energía oscura representan uno de los mayores misterios en el mundo de la ciencia, pero no podemos simplemente contentarnos con decir que no sabemos que son estos fenómenos. Tenemos que hacer un esfuerzo para visualizarlos. El tipo de materia que conocemos, desde nosotros mismos hasta las galaxias, constituye sólo cerca del 4% del Universo, según teorías actuales. El resto es lo que se ha denominado materia oscura (cerca del 26%) y energía oscura (70%). La materia oscura no emite ni absorbe luz, por lo que es imposible verla directamente. Pero los científicos saben que existe por los efectos gravitatorios que provoca sobre la materia que sí podemos ver. Un ejemplo de esos efectos se ve en las galaxias en espiral, que giran más rápido de lo que deberían si la única materia que existiese en ellas fuese la visible.
La energía oscura es diferente; es la misteriosa fuerza responsable de la aceleración de la expansión del universo. La energía oscura no se comporta como la materia. Cuando el universo se expande, la densidad de materia disminuye (se diluye), mientras que la densidad de energía oscura se mantiene constante. La denominada constante cosmológica es entonces equivalente a una densidad de energía intrínseca del vacío. ρ v a c = Λ c 2 8 π G {\displaystyle \displaystyle \rho _{vac}={\frac {\Lambda c^{2}}{8\pi G}}} De los modelos teóricos que intentan explicarla, la constante cosmológica es, a pesar de sus problemas, la solución más simple al problema de la aceleración de la expansión del universo. Un número explica satisfactoriamente multitud de observaciones. Esta es la razón por la que el modelo estándar actual de cosmología incluye la constante cosmológica como una característica esencial. Una constante cosmológica positiva resulta en una densidad de energía positiva y en una presión negativa.
El proyecto internacional DES (Dark Energy Survey), Cartografiado de la Energía Oscura, que comenzó en 2004, es un ambicioso esfuerzo que se basa en la captación de imágenes de cerca de 26 millones de galaxias con una cámara digital de gran potencia, capaz de detectar la luz de galaxias que están a 8 mil millones de años luz. Estudiando la forma en que la luz es distorsionada por la materia oscura, se puede calcular la distribución de esta última. Y analizando los cambios en la distribución con el tiempo es posible determinar cómo actúa la materia oscura sobre la luz. De la densidad y ubicación de las galaxias se obtienen también datos de materia oscura y energía oscura.