¿Hubo algo oscuro en la muerte de los dinosaurios?

Hace un par de días terminé de leer el último libro publicado (hasta la fecha) de Lisa Randall, una de las físicas más prominentes de la actualidad y profesora en la universidad de Harvard, además de enorme divulgadora. Su libro me ha dejado tan apabullado que no he podido resistir la tentación de escribir unos párrafos sobre el mismo, a pesar de que solamente reseño los libros que me regalan las editoriales y este no ha sido el caso, desafortunadamente.

"Dark Matter and the Dinosaurs" (Ecco, 2015) es el título del libro aludido y, como ya indica sin ningún género de duda, trata sobre la posibilidad, la audaz posibilidad de que la extinción de los dinosaurios, hace 66 millones de años, se debiese al impacto de un cometa de 10-15 km de diámetro y cuyo periplo por una región indeterminada de la nube de Oort pudo ser perturbado a causa de algo aparentemente increíble: nada menos que un disco de materia oscura situado en el plano de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Los últimos datos proporcionados por satélites indican que el universo se creó hace poco más de 13.700 millones de años y que la distribución de masa-energía se corresponde con un 5 % de materia ordinaria (protones, neutrones, electrones, etc.), otro 27 % de materia oscura y un 68 % de energía oscura. De la identidad de estas dos últimas clases NO tenemos mucha idea, por decirlo suavemente, y constituyen dos de los mayores enigmas de la física actual. Los físicos tenemos una tendencia enfermiza a poner el adjetivo "oscuro/a" a todo aquel concepto que ignoramos.

El libro de Randall está dedicado al primero de estos términos: materia oscura. ¿Por qué sabemos/creemos que existe la materia oscura? Pues porque, entre otros motivos, la materia ordinaria resulta insuficiente para explicar el movimiento de las estrellas en el seno de las galaxias. Simulaciones por ordenador han mostrado que la materia oscura debe rodear a los discos galácticos y distribuirse esféricamente por los halos de las galaxias, a diferencia de la materia ordinaria, que se concentra muy preferentemente en el plano galáctico, con las consiguientes formas elípticas o espirales tan características que podemos contemplar en las fotografías tomadas por los telescopios.

Sabemos también que la materia oscura, a pesar de nuestra enorme ignorancia acerca de su naturaleza, solo interacciona gravitatoriamente y de ahí que su existencia fuera propuesta por primera vez por Fritz Zwicky hace más de 80 años al constatar los valores aparentemente anómalos de las velocidades de las galaxias en el seno de los cúmulos. Desde entonces se han propuesto diversas explicaciones que darían cuenta de tan enigmática sustancia: WIMPs, neutrinos, axiones, MACHOs. Todas ellas han fracasado, en mayor o menor medida, aunque la comunidad científica es consciente de que las evidencias observacionales disponibles actualmente podrían ser insuficientes a la hora de descartar definitivamente a alguno de los modelos propuestos. En este sentido, y en los últimos años sobre todo, se están construyendo por todo el mundo, enormes instalaciones para detección, tanto directa como indirecta, de partículas de materia oscura.

Hasta hace muy pocos años los físicos mantenían la opinión de que la materia oscura estaba formada por una sola clase de partículas desconocidas que presentaba únicamente interacción gravitatoria, a diferencia de la materia ordinaria (que presenta, además, interacciones nucleares y electromagnéticas). No obstante, Lisa Randall ha ido más allá y ha sugerido que, probablemente, nuestra visión es demasiado limitada: por qué no suponer que la materia oscura está constituida por más de una clase de partículas; más aún, por qué no admitir que una de estas "otras" partículas interacciona consigo misma o con la materia ordinaria a través de lo que Randall y sus colaboradores denominan "luz oscura" (¿veis otra vez el maldito adjetivo "oscura" para aludir a algo que no se conoce?).

Cuenta la doctora Randall en su libro que este se originó a raíz de una pregunta que le formuló nada menos que  Paul Davies durante una conferencia allá por finales de 2013. A Randall le dejó tan perpleja la cuestión que decidió investigar el tema de la posible relación entre la materia oscura y el meteoroide que causó la extinción de los dinosaurios en la Tierra. Le propuso el tema a uno de sus colaboradores, Matthew Reece, y ambos publicaron sus resultados en la prestigiosa revista Physical Review Letters en abril de 2014. En este "paper" ambos proponían la existencia de un disco formado por materia oscura interactiva distribuido en el plano de nuestra galaxia, cuya densidad no superaría las 10 masas solares por pársec cuadrado y con unos pocos cientos de años luz de espesor, menos del 10 % del espesor del disco de materia ordinaria.

A estas alturas, la pregunta que nos podríamos estar haciendo es la siguiente: ¿por qué postular la existencia de un disco de materia oscura en el plano galáctico? La respuesta resulta, sin embargo, bastante más sencilla que la explicación. Resulta que, a pesar del conocimiento más o menos preciso que tenemos sobre la distribución de la cantidad de masa-energía en el universo, lo cierto es que la densidad de esta materia-energía no es capaz de explicar, entre otras cosas, la distribución observada de galaxias enanas en los cúmulos. En cambio, admitiendo la existencia del disco de materia oscura, no resulta demasiado difícil encajar los resultados teóricos con los observacionales. Por supuesto, todo ello con la característica cautela que debe acompañar a la buena ciencia y siendo conscientes en todo momento de que una observación más fina en un futuro cercano (mediante el empleo de telescopios y satélites cada vez más sofisticados y precisos) podría llegar a apoyar o descartar el audaz modelo propuesto.

En relación con lo establecido en el último párrafo, las simulaciones llevadas a cabo por Randall y sus colaboradores no solamente se contrastaron con los datos astrofísicos conocidos, sino también con los proporcionados por la paleontología, la geología o la biología. A partir de los descubrimientos proporcionados por estas ramas científicas se ha establecido, a través del estudio de los cráteres o los registros fósiles, una presunta periodicidad en los impactos de grandes meteoroides de unos 30-35 millones de años y que podrían ser causantes de extinciones globales, entre ellas la más célebre, la que habría provocado la desaparición de los dinosaurios hace 66 millones de años. Sorprendentemente, nuestro Sistema Solar presenta el mismo período temporal citado más arriba en su movimiento oscilatorio de "arriba y abajo" mientras atraviesa por encima y por debajo el plano de la Vía Láctea, descrito en combinación con la propia rotación alrededor del centro galáctico cada 240 millones de años.

Armados con estos datos, Randall y sus colaboradores han propuesto que durante uno de estos pasos de nuestro Sistema Solar por el plano galáctico cada 30-35 millones de años, en el transcurso del penúltimo de ellos, un cuerpo que se encontraba en alguna región indeterminada de la nube de Oort, con un tamaño aproximado de entre 10 y 15 kilómetros se vio perturbado por la fuerza gravitatoria combinada de la materia ordinaria y materia oscura presentes en el plano del disco galáctico, siendo expulsado de su órbita y enviado hacia el interior de nuestro Sistema Solar en rumbo de colisión con la Tierra. Lo demás ya es historia de nuestro planeta. De aquel impacto surgieron las raíces de un árbol que, millones de años después, daría lugar a las criaturas capaces de preguntarse acerca de lo que fue su origen, quizá un "oscuro" comienzo. El tiempo y nuestros instrumentos lo dirán...