Cuando miramos el cielo estrellado, vemos un vasto cosmos lleno de estrellas, galaxias y polvo. Un cosmos repleto de fenómenos luminosos. 
Todos hemos escuchado alguna versión de la famosa frase de Carl Sagan: “Somos polvo de estrellas” Y es cierto, lo somos. Y eso hace fácil creer que lo importante es lo visible, nosotros, los árboles, las estrellas, porque nos hace sentir conectados a todo aquello que podemos ver. 
Actualmente sabemos que todo lo visible en el universo está compuesto por unidades básicas conocidas como partículas elementales. Llamamos a esta imagen increíblemente elegante “modelo estándar de la física de partículas”, y la entendemos con gran detalle matemático. 
Comprender este modelo estándar es un gran logro. Pero ahora sabemos que describe muy poco de lo que está allá afuera. Resulta que la mayoría  de los componentes del universo son completamente invisibles para nuestros ojos. En otras palabras, la materia visible, la que nos compone a nosotros y a las estrellas, la que irradia luz, no es lo considerado normal. Y nosotros, junto con la materia luminosa, somos los extraños del cosmos. 
¿Cómo lo sabemos? Bueno, consideren a una persona no binaria invisible, escondiéndose a plena vista dentro de su traje. No podemos ver exactamente a una persona, pero sabemos que está ahí porque hay alguien en el traje. La presencia de una entidad invisible gobierna la presencia del traje en el espacio-tiempo. Podemos encontrar un efecto similar con la materia visible. Podemos observar que las estrellas y las galaxias son afectadas por la presencia de algo más, algo que no es posible ver a simple vista. 
Ahora sabemos que el universo es más extraño y fantástico de lo que parece a simple vista. 
(Aplausos) 
(Risas) 
Así es. 
(Risas y aplausos) 
¿Cómo tomó el universo esta forma? ¿Y, exactamente, qué hay dentro? 
Soy una física teórica con experiencia en física de partículas. Y mi trabajo consiste en utilizar cálculos matemáticos para estudiar el origen y la evolución del espacio-tiempo, y cada pequeño detalle relacionado. Conecto las pequeñísimas partículas elementales con las grandes galaxias y los cúmulos de galaxias. Soy una cuentista del universo. Creo narraciones matemáticas creativas que podrían contar el origen de nuestro cosmos. 
Como física teórica,  amo hacer cálculos matemáticos y pensar en diferentes ideas que podrían describir la mayor parte del universo invisible, Pero también es importante llevar la información al día, la parte real. 
Después de las matemáticas, mi segunda herramienta favorita para enfrentar preguntas cosmológicas es el laboratorio más grande que existe, el universo. Los observatorios con capacidades desde luz visible hasta fotones de rayos X y rayos gamma son todavía algunas de las mejores formas  de obtener conocimiento sobre qué sucede en el espacio-tiempo, con la parte invisible. 
Lo que están mirando aquí es el Observatorio Vera C. Rubin, una emocionante instalación nueva que verá la luz por primera vez en los próximos dos años. Es un ejemplo líder de una nueva generación de telescopios que cambiarán la forma en que vemos este universo, en su mayoría, invisible. 
Ahora, también existe el caso de que enjambres de satélites amenazan las imágenes de instalaciones en la tierra como estas. Pero el observatorio Vera C. Rubin puede ayudarnos a comprender dónde está la parte invisible y qué está haciendo, lo que nos ayudará a  determinar exactamente qué es. 
Cuando se trata de contabilidad cósmica, esto es lo que sabemos hasta ahora. Estamos en el medio de un gran drama cósmico donde el espacio-tiempo es curvo y está expandiéndose. Y la historia y el futuro de esa curvatura y expansión son determinados por qué hay dentro, que en su mayoría se compone, de cosas que no son visibles, eso ocupa alrededor del 5%. 
La mayoría del contenido de materia-energía en el universo es algo a lo que llamamos energía oscura. El vacío parece estar asociado con una energía. Que está afectando cada vez más  cómo el espacio-tiempo se expande. 
Después de la energía oscura, el segundo ingrediente más grande es algo que llamamos materia oscura. Hay una cosa rara de la materia oscura. A diferencia de la energía oscura, gravita exactamente igual que la visible. Pero es completamente distinta a nosotros en todos los otros sentidos. Entonces, podrían estar pensando, “OK, materia oscura. Claramente está asociada a un color.” Es oscura, como mis pantalones. ¿Verdad? Pero lo primero que deberían saber sobre la materia oscura es que no tiene color, y por lo menos en la primera aproximación, la luz parece atravesarla, así que no podemos verla. Es invisible, quizás transparente, quizás traslúcida. Si juntan sus manos y piensan en el peso de un pedazo de materia oscura así es como se sentiría, pero sus manos se verían exactamente igual. 
Actualmente creemos que el 80% de la materia que gravita en el universo es materia oscura. La materia oscura es dominante en las afueras de las galaxias, y afecta movimientos estelares en los bordes. Este efecto es en realidad  cómo Vera C. Rubin y Kent Ford hallaron la primera evidencia sustancial de su existencia. 
Lo que están viendo aquí es la interpretación de un artista de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, y está envuelta en un halo de materia oscura, representada aquí por gas azul. Creemos que cada galaxia, o casi todas las galaxias, se encuentran dentro de un halo de materia oscura. Y pensamos que no están solas. La misma Vía Láctea tiene en su órbita alrededor de 60 galaxias satélite unidas gravitacionalmente. Quizás han visto algunas al observar el cielo nocturno, o quizás oyeron hablar de ellas, como la Gran Nube de Magallanes, o la Pequeña Nube de Magallanes. Cada uno de estos satélites se encuentra dentro de su propio subhalo de materia oscura. Entonces, como la persona no binaria en el traje, la presencia de materia oscura afecta cómo las galaxias se distribuyen a lo largo del espacio-tiempo. 
Podemos usar ingeniería inversa para saber dónde está la materia oscura, que está representada aquí  por el color azul purpúreo. Podemos ver cómo las imágenes de cúmulos de galaxias se distorsionan, esto nos dice algo sobre cómo la materia oscura esta distorsionando el espacio-tiempo. 
Sabemos algo sobre cuánta materia oscura hay, e incluso cómo está distribuida, ¿pero qué tipo de partícula es? Todo lo que sabemos es que está más allá del modelo estándar de la física de partículas. No se parece a ninguna de las partículas que hayamos visto anteriormente o con la que hayamos tenido algún tipo de contacto. Bueno, esto parece un problema potencialmente aterrador, un problema sin solución, porque estamos hablando de algo que no podemos ver, algo que no podemos tocar. Podrían estar pensando, “OK, no han tenido muchas ideas en los últimos años, porque eso parece realmente difícil.” ¿Verdad? Este es el diagrama de Venn para acabar con todos los otros. 
(Risas) 
[Teorías sobre Materia Oscura] Les apuesto 100 dólares a que no pueden hallar uno mejor. Por lo menos según mi punto de vista. 
(Risas) 
Tim Tait creó este diagrama para ayudarnos a visualizar algunas de las hipótesis que los físicos han propuesto a lo largo de los años para explicar el problema de la materia oscura, y cómo estas ideas se superponen una con otra. Como todos pueden ver, están pasando muchas cosas. Y con suerte, cada vez se está volviendo más claro que no se trata solamente de un problema de astrofísica sobre galaxias y cúmulos de galaxias, esto también es un problema  de física de partículas. Para poder comprender lo que sucede a mayor escala, necesitamos comprender algo más pequeño, como una nueva partícula, o quizás agujeros negros primordiales. 
Han estado mirando este diagrama por un momento, y deben estar pensando, “¿Cuál es el candidato de materia oscura favorito de Chanda?” ¿Cierto? ¿Esto es lo que todos  mueren por saber? Acabaré con el suspenso al decirles que mi candidato favorito  es algo llamado axión. Esta es la partícula hipotética. Y lo primero que quiero decirles  sobre el axión es que casi fue nombrado “higglet”. 
(Risas) 
Y quien haya elegio “axión” lo arruinó completamente. Estoy bastante decepcionada al respecto. Pero el axión es una partícula convincente porque resuelve dos problemas al mismo tiempo. Aborda un problema que ya teníamos, el conflicto entre teoría y experimentación en el reino de la física de quarks. 
Entonces dirán: “OK, ¿cómo puedo visualizarlo?” 
A este punto de la charla deberían saberlo. Porque en primera instancia, a la materia oscura es invisible. 
(Risas) 
Pero sé que realmente quieren algo visual, así que se los voy a dar. Así es como yo lo veo  en mi trabajo diario. 
(Risas) 
(Aplausos) 
Es decir, está bien que esto no sea intuitivo. 
(Risas) 
El universo es un lugar maravillosamente extraño y fantástico, y es por eso, que los humanos como especie siempre han querido estudiarlo. Y es por eso, que nos divertimos tanto al tratar de comprenderlo. 
Entonces, ¿cómo podremos hallar el axión o cualquier otra partícula de materia oscura? Pensarían que deberíamos usar enfoques tradicionales de física de partículas, como colisionadores, donde destrozamos partículas y vemos qué sale. Pero las señales astrofísicas tienen algo que decir. Telescopios de todo el espectro electromagnético, por ejemplo, las instalaciones propuestas de la NASA, el telescopio de rayos x STROBE-X, pueden ayudarnos a determinar exactamente qué es la materia oscura. 
Pero los telescopios miran lo más grande. ¿Cómo podemos usar lo gigante para entender algo tan pequeño? Bueno, en el caso del axión, nos ayuda a prestarle atención a su clasificación cuántica. Todas las partículas se pueden clasificar en fermiones y bosones. Los fermiones, incluso cuando hace frío, se distancian unos de otros. Son antisociales. Así son las cosas. Los bosones, por otro lado, cuando alcanzan temperaturas menores a la temperatura crítica, son como niños de cinco años en un partido de fútbol, no tienen noción de formación, solamente se acorralan. En términos técnicos, llamamos a esta formación condensado de Bose-Einstein, donde todas las partículas se agrupan y actúan como una superpartícula. Entonces, los axiones son bosones, ahora entienden por qué me gusta trabajar con ellos. Estoy completamente enamorada de la idea de condensados de axión Bose-Einstein. 
Usualmente, hablamos de crear estos estados cuánticos en laboratorios usando átomos. Pero ahora, estamos hablando de la posibilidad  de nuevos condensados a gran escala, hechos de materia oscura. 
Lo que están viendo aquí es una simulación desarrollada por el equipo que lidero. Es un condensado de axiones orbitando una masa central, como un subhalo orbitando una galaxia. Quizás como la Gran Nube de Magallanes orbitando la Vía Láctea. Como pueden ver, a lo largo del tiempo, el subhalo comienza a destruirse, y lo que demuestra el trabajo de mi equipo es que la forma en que sucede con axiones es distinto a lo que pasa con otros candidatos porque se convierte en este estado de condensación especial. 
Imaginen la posibilidad de que haya más de un candidato de materia oscura. Quizás hay más de un tipo de partícula de materia oscura. ¿Qué tan hermosa sería esta imagen? No hay ninguna regla cósmica que diga que solo puede haber una. Entonces, al final, 
espero que el universo nos fuerce a reevaluar lo que ya sabíamos. 
[Haciendo visible lo invisible.] 
Cuando honramos a la tierra y al cielo como nuestras relaciones galácticas y sus administradores indígenas, nos es posible imaginar nuevas formas de mejorar nuestra relación con cada uno. 
Es por eso que yo, como persona queer negra, estoy tan orgullosa de seguir las huellas de mis ancestros, que soñaron con el cielo estrellado, y, a veces, con la libertad. Astrónomas como  Harriet Tubman, por quien el recientemente lanzado telescopio espacial James Webb debería ser renombrado. 
(Aplausos) 
Honro a los empleados gay de la NASA que fueron enjuiciados bajo el liderazgo de JWST, incluso mientras comparto la  tremenda emoción en la comunidad sobre lo que la facilidad nos enseñará sobre materia oscura. También honro la memoria de Vera C. Rubin, la astrónoma que me preguntó  por primera vez, como una joven y aterrada estudiante de posgrado, “¿cómo crees que deberíamos resolver el problema de la materia oscura?” 
Vivimos en un tiempo asombroso para hacer investigaciones sobre la materia oscura. En la próxima década, veremos el universo con exactitud y claridad gracias a estos nuevos telescopios en la tierra y en el cielo. Probablemente obtendremos  algunas respuestas, pero obtendremos una colección de nuevas preguntas. ¿Y mi equipo? Estaremos listos. 
La búsqueda de materia oscura empezó. ¿Cuál es su candidato favorito? 
(Risas) 
Si no se trata del axión, entonces debemos cambiarlo. 
(Risas) 
Gracias. 
(Aplausos) 
