El universo está conformado principalmente por materia ordinaria (bariónica), materia oscura y energía oscura. Estos tres componentes interactúan gravitacionalmente y determinan la estructura y la evolución del cosmos.
La materia ordinaria o bariónica comprende toda la materia que podemos observar directamente: estrellas, planetas, gas, polvo y, en última instancia, los átomos que componen todo lo que vemos. Esta materia interactúa mediante las cuatro fuerzas fundamentales: la fuerza fuerte, la fuerza débil, el electromagnetismo y la gravedad. Representa solo una pequeña fracción de la composición total del universo, alrededor del 5%.
La materia oscura es una forma de materia que no interactúa con la luz, por lo que es invisible para nuestros telescopios. Sabemos de su existencia por sus efectos gravitacionales en la materia visible, como la rotación de las galaxias y la curvatura de la luz alrededor de cúmulos de galaxias. Constituye aproximadamente el 27% del universo.
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La energía oscura es una forma de energía que impregna todo el espacio y causa la expansión acelerada del universo. No interactúa con la materia y su naturaleza es aún desconocida. Se cree que es la componente dominante del universo, representando alrededor del 68%.
Un ejemplo de la interacción de estos componentes se observa en las galaxias espirales. La velocidad de rotación de las estrellas en la periferia de la galaxia es mayor de lo que cabría esperar si solo se tuviera en cuenta la materia visible. Esto indica la presencia de materia oscura que ejerce una atracción gravitatoria adicional.
Otro ejemplo es la lente gravitacional. La luz de objetos distantes se curva al pasar cerca de objetos masivos, como cúmulos de galaxias. La cantidad de curvatura es mayor de lo que se esperaría si solo se tuviera en cuenta la masa de la materia visible, lo que confirma la presencia de materia oscura.
El estudio de la composición del universo es crucial para comprender su origen, evolución y futuro. Los modelos cosmológicos, basados en estas observaciones, nos permiten predecir cómo se desarrollará el universo y cómo se formarán las estructuras cósmicas. Su aplicación en la astrofísica y la cosmología permite la creación de mejores instrumentos de observación y el desarrollo de teorías más precisas sobre la naturaleza del universo y su comportamiento.
