Ya puedes escuchar el audio de mi sección ¡Eureka! en el programa de radio La Rosa de los Vientos de la cadena Onda Cero. Como siempre una transcripción, enlaces y algunas figuras.
Más información divulgativa en Daniel Marín, “¿Podría estar la materia oscura detrás de las extinciones masivas?,” Eureka, 7 Mar 2014; César Tomé, “¿Está la materia oscura detrás de las extinciones masivas?,” Next, Voz Pópuli, 23 Abr 2014.
El nuevo artículo técnico es Lisa Randall, Matthew Reece, “Dark Matter as a Trigger for Periodic Comet Impacts,” Phys. Rev. Lett. 112: 161301, 21 Apr 2014; arXiv:1403.0576 [astro-ph.GA]; Daisuke Nagai, “Viewpoint: Dark Matter May Play Role in Extinctions,” Physics 7: 41, 21 Apr 2014. Recomiendo consultar también los artículos clásicos de Luis W. Alvarez, W. Alvarez, F. Asaro, and H. V. Michel, “Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction,” Science 208: 1095-1108, 1980 [PDF gratis en Univ. Colorado], y de D. M. Raup and J. J. Sepkoski Jr., “Periodicity of extinctions in the geologic past,” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 801-805, 1984 [PDF gratis PNAS].
La vida en la Tierra ha pasado por varias extinciones masivas en las que han desaparecido un gran número de especies de seres vivos. ¿Se sabe cuáles son las causas de estas extinciones masivas? Desde que surgió la vida pluricelular en la Tierra, hace unos 600 millones de años, han ocurrido cinco extinciones masivas en las que han desaparecido más del 50% de todos los seres vivos. La última fue hace 65 millones de años, cuando se extinguió cerca del 75% de todas las especies, incluyendo los dinosaurios. El físico Luis Álvarez (Premio Nobel) propuso en 1980 que la causa fue el impacto del gran meteorito que produjo el cráter de Chicxulub en la península de Yucatán, México. La extinción que ocurrió hace unos 251 millones de años, cuando cerca del 95% de las especies marinas desaparecieron, también fue debida a un gran meteorito que dejó un cráter de unos 500 kilómetros de diámetro que está bajo 1,6 km de hielo en la Antártida. Sin embargo, no hay pruebas sólidas de que un impacto de un meteorito explique las otras tres extinciones masivas que ocurrieron hace unos 210 millones de años, hace unos 360 millones de años, y hace unos 440 millones de años. En las tres hubo un enfriamiento rápido de la Tierra, pero su causa no se conoce. Pudo ser el impacto de un cometa o de un asteroide, pues se estima que cada 35 millones de años se produce un gran impacto contra la Tierra. No siempre tienen la misma intensidad y por ello no siempre son eventos traumáticos para la vida en nuestro planeta.
Más o menos cada 35 millones de años se produce el impacto de un gran meteorito contra la Tierra, ¿cuál puede ser la causa de esta periodicidad? No se sabe, pero se cree que su origen debe ser astronómico. Los cometas de periodo largo que se acercan al Sol parecen surgir de una hipotética región alrededor del Sistema Solar llamada nube de Oort. Algún fenómeno astronómico periódico podría perturbar gravitacionalmente los cometas de la Nube de Oort lanzándolos en oleadas hacia el interior del Sistema Solar, donde uno o varios de ellos pueden terminar alcanzando la Tierra. Una posible causa de esta periodicidad podría ser el movimiento oscilatorio del Sol a través del plano de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Nuestro Sol orbita alrededor del centro de la galaxia, empleando 250 millones de años en completar una vuelta completa. Su trayectoria no es plana, sino que oscila hacia arriba y hacia abajo cruzando el plano galáctico como la cabeza de un nadador que nada a braza en una piscina. Esta oscilación es debida a que la distribución de materia en el plano galáctico no es homogénea y tiene un periodo de unos 32 millones de años. Estos pasos podrían perturbar la Nube de Oort lanzando algunos cometas hacia los planetas interiores del Sistema Solar. Sin embargo, la densidad de materia del plano galáctico no es tan grande como para provocar este efecto. Falta materia en el plano galáctico.
La falta de materia en la Galaxia para explicar este fenómeno recuerda a la materia oscura que falta en la Galaxia para explicar el movimiento de las estrellas, ¿podría explicar la materia oscura la periodicidad de las extinciones masivas? La famosa divulgadora Lisa Randall, catedrática de física en la Universidad de Harvard, junto con un joven colega, Matt Reece, han propuesto en la prestigiosa revista de física Physical Review Letters, que el plano de la Vía Láctea esconde un disco homogéneo de materia oscura de tan solo 30 años luz de grosor. Según sus cálculos teóricos, si este disco oscuro tuviera una densidad superficial de unas diez masas solares por pársec cuadrado, su gravedad sería suficiente para explicar las extinciones masivas. Hasta ahora se pensaba que la materia oscura en nuestra galaxia debe estar distribuida en un halo esférico homogéneo mucho mayor que la Vía Láctea, pero nada impide que este halo presente una mayor densidad en el plano galáctico, un disco oscuro, como sugieren Randall y Reece.
Esta hipótesis ligaría la evolución de la vida en la Tierra a la evolución de la galaxia y de la materia oscura en el universo, pero ¿se sabe qué es la materia oscura? Todavía no sabemos de qué está hecha la materia oscura, que no emite luz porque interacciona muy débilmente con el electromagnetismo. Sin embargo, produce gravedad cuyos efectos sobre la materia visible pueden ser observados. En nuestra galaxia y en los cúmulos galácticos la materia visible se comporta como si existiera cinco veces más materia que la que podemos ver. Se cree que esta materia ausente está formada por nuevas partículas aún no descubiertas y hay muchos experimentos que están tratando de encontrarlas, aunque todavía sin éxito. La propuesta de Lisa Randall y Matt Reece es que hay varios tipos de partículas de materia oscura, unas más ligeras y otras más pesadas. El disco galáctico de materia oscura estaría formado por las partículas de materia oscura más pesadas y el halo esférico por las más ligeras. En los próximos años la misión Gaia de la ESA medirá el movimiento de cientos de miles de estrellas de nuestra Galaxia y será capaz de determinar si existe un disco masivo de materia oscura en el plano galáctico. Quizás descubramos que los dinosaurios desaparecieron por culpa de la materia oscura.
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