Como ya ocurrió con la pasada entrada Agujeros negros, mi amigo Sergio Payo vuelve a colaborar en freetillas. De nuevo le agradezco la dedicación, y sin más os dejo con él:
LA MATERIA
OSCURA
En la búsqueda constante de lo que compone el universo los
científicos han determinado la existencia de dos desconocidos habitantes. Si
bien comparten con los agujeros negros la afición de no poder ser vistos, al
contrario que ellos se encuentran por todas partes en una proporción hasta
ahora impensable: la materia y la energía oscura.
Y aunque por el nombre parecen ser amigas, podríamos decir que
una es la antítesis de la otra, o que ambas se complementan para crear el “equilibrio”
que rige el Universo.
En los años 20, Edwin Hubble (¿os suena el apellido?) hizo un
descubrimiento con gran impacto científico. No sólo detectó que había muchas
más galaxias de las que se pensaba entonces, sino que observó que una gran
mayoría de ellas, en concreto las más distantes, mostraban un corrimiento al
rojo en su espectro (debido al efecto Doppler). Esto significaba que esas
galaxias se estaban alejando de nosotros. Es decir, el Universo se estaba
expandiendo…
Fue un descubrimiento que generó gran desconcierto e inició
una serie de teorías al respecto.
Unos años más tarde, Fritz Zwicky, astrofísico suizo, hizo en
1933 uno de los descubrimientos más profundos de la historia de la astronomía.
Estaba estudiando el famoso “Cúmulo de Coma”, una enorme agrupación de más de
mil galaxias (como un pastel de pasas, pero a lo bestia) a unos 300 millones de
años luz de la Vía Láctea y al cabo de un tiempo notó algo que llamó su
atención. Él había hecho una estimación de la masa total del cúmulo, contando
con la luminosidad, la cantidad de galaxias existentes y la masa promedio de
cada una. Por otro lado midió la velocidad orbital de varias de ellas. Para
hacernos una idea, pensad que dentro del pastel las pasas se están moviendo
alrededor del centro físico del cúmulo o de varios de ellos, cual planetas en
uno o varios sistemas solares. Como es lógico, unas galaxias se moverían más
rápido que otras, dependiendo de su órbita, su proximidad a las zonas más
masivas, etc.
El problema era que algunas se movían a más de 1000 Km/s!
Y ahí surgió el problema: a semejantes velocidades esas
galaxias deberían haber vencido el tirón gravitatorio de sus compañeras
escapándose del Cúmulo de Coma, ya que la inercia generada sería mucho mayor
que la fuerza gravitatoria del cúmulo. Pero allí estaban, pegadas de alguna
forma al resto de sus vecinas…las cuentas no salían, allí había “algo” más.
Zwicky llegó a una inevitable conclusión: el Cúmulo de Coma
debía ser mucho más masivo de lo que parecía (al menos ocho o diez veces más
masivo para “cuadrar” la cuenta) y poder así justificar esa unión increíble
entre todos sus miembros.
Con el paso de los años y la mejora de la tecnología, este
hecho se volvió irrefutable. El Universo tenía que estar repleto de algo, no se
sabía bien qué, pero sí que tenía masa y, sobre todo, que ejercía una fuerza gravitatoria
sobre lo que le rodeaba. Sin embargo, no terminaba de encuadrarse dentro de las
materias “de siempre”, ya que no parecía estar compuesta de protones,
electrones, y demás partículas conocidas al no emitir ningún tipo de energía
electromagnética.
La materia oscura era otra cosa, era una especie de
pegamento cósmico que envolvía las grandes familias de galaxias, a modo de red
de contención.
Aún así, esta materia seguía volviendo locos a los
científicos… No era materia ordinaria, eso desde luego, ya que estas partículas
interactúan con las fuerzas electromagnéticas, lo que hace entre otras cosas
que puedan reflejar la luz y ser vistas.
No emite luz, ni la refleja o absorbe, pero existe, porque
actúa de manera gravitacional (la manera más brutal de demostrar su
existencia).
Estimaciones en los cálculos acerca de su presencia en el
Universo, arrojan que cerca del 20% del Universo es materia oscura.
Hoy, a 80 años de Fritz Zwicky, los astrónomos están cerca
de revelar la identidad del “lado oscuro de la materia”. Ese habitante con gran
poder gravitatorio, omnipresente en el Universo y que como un arquitecto
invisible ha modelado el Cosmos.
Su misión: mantener a las galaxias en una rotación regular
por el Cosmos e impedir que vaguen sin rumbo por el espacio.
"Como justo hace unos días se ha confirmado el descubrimiento del bosón de Higgs, no puedo evitar hacer mención a este importante hallazgo y pensar además en la similitud que guardan la materia oscura y la llamada partícula divina. De esta última se acaba de confirmar que es el pegamento de los átomos y lo que hace que tengan masa. De la materia oscura sabemos que ha sido la encargada de acumular la materia y formar las galaxias existentes. ¿Es esta conexión, en escalas totalmente alejadas, ¿una mera casualidad?"
"Como justo hace unos días se ha confirmado el descubrimiento del bosón de Higgs, no puedo evitar hacer mención a este importante hallazgo y pensar además en la similitud que guardan la materia oscura y la llamada partícula divina. De esta última se acaba de confirmar que es el pegamento de los átomos y lo que hace que tengan masa. De la materia oscura sabemos que ha sido la encargada de acumular la materia y formar las galaxias existentes. ¿Es esta conexión, en escalas totalmente alejadas, ¿una mera casualidad?"
LA ENERGIA
OSCURA
Tras el descubrimiento de Zwicky, empezaron varios dilemas
que mantenían en vela a los científicos de la época.
Las galaxias se alejaban, el Universo se expandía y se había
descubierto la materia oscura. La materia oscura ejercía fuerza gravitatoria y
tendía a unir las cosas. El Universo estaba plagado de materia oscura.
¿Significaba eso que el Universo tendería a unirse? ¿Acabaría estando todo tan
cerca que el propio Universo implosionaría?
Pero si por el contrario el Universo se expandía…los
planetas…los sistemas solares…las galaxias…cada vez estarían más lejos unos de
otros y cada vez ejercerían menos gravedad entre ellos. ¿Podría llegarse a un
punto en el que no hubiera fuerzas gravitatorias, lo que provocaría que el Universo
en sí mismo desapareciera en una agonía lenta y congelada?
Desde luego, ambos caminos apuntan a una muerte segura…al
menos para los que sigáis aquí (yo es que he quedado).
De hecho, hasta principios de los años 90, se pensaba que si
bien el Universo podía estar en expansión, esta expansión sería cada vez menor
debido a la atracción gravitatoria de las galaxias y la materia oscura. Es
decir, se aceptaba el hecho de que debido al Big Bang el Universo se expandía
(a modo de gran globo que se va hinchando) pero que debido a la gravedad esta
expansión se estaría frenando, igual que si en la Tierra tiras hacia arriba
un objeto, que debido a la gravedad su velocidad irá disminuyendo.
Así que como se pensaba eso, lo que se buscaba era
demostrarlo. Lo que quizá no pensaban los grupos de científicos que se pusieron
a ello es que iban a acabar demostrando lo contrario y “encontrando” algo
inesperado…
Estos científicos (principalmente los premios Nobel de
física 2011 Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Adam G. Riess) empezaron a
estudiar unas estrellas especiales, unas supernovas muy lejanas denominadas de
tipo S1a, cuya habilidad especial es que al explotar (como buenas supernovas
que son) emiten siempre la misma cantidad real de brillo. Esto hace que se
puedan emplear como fuente para medir su distancia, y en consecuencia, la
distancia a las galaxias que las contienen.
Y como decíamos antes, resultó que estos científicos
llegaron justo a la conclusión contraria a la que querían llegar. No sólo el
Universo no estaba frenando su expansión…es que se estaba acelerando!
Si teníamos en cuenta la gravedad que generan las galaxias y
la materia oscura, estaba claro que ahí tenía que haber “otra cosa”, algo que
generase una fuerza contraria a la gravedad, algo que separe cada vez más las
galaxias y que sea la causante de que la expansión del Universo sea cada vez
mayor. A esta cosa o efecto se le llama “energía oscura", pero nadie sabe
realmente qué es.
Como veis los científicos se lucen a la hora de poner
nombres a las cosas, ya que como decíamos al principio materia oscura y energía
oscura tienen nombres muy parecidos y sin embargo ambas cosas son prácticamente
contrarias.
Teniendo en cuenta lo que se ha tardado en descubrir,
resulta impactante saber la proporción que ocupa en el cosmos según las
estimaciones realizadas. Según los últimos estudios, la energía oscura compone
cerca del 70% del Universo!
Desde que existe el Universo, materia y energía oscura han
venido librando una gran batalla por hacerse con el control del Universo.
Existen teorías que afirman que desde hace varios miles de millones de años, la
energía oscura ha venido contrarrestando la acción de la materia oscura, cuya
misión en la vida es la unir cada vez más las galaxias y demás materia
ordinaria del Universo.
Existen incluso científicos que opinan que esa batalla ya
tiene un vencedor: la energía oscura. Y esto significa que el Universo
simplemente va a expandirse por siempre, se hará cada vez más vacío, más oscuro
y más frío.
Esto, como es lógico, ocurrirá dentro de miles de millones
de años…pero yo voy a ir sacando la bufanda y los guantes. Por si acaso.
¡¡¡Que tengáis suerte!!!
¡¡¡Que tengáis suerte!!!
Se me ocurren mas cosas negras....
ResponderEliminarBromas aparte, Payovich, Mar, el descubrimiento del bosón de Higgs al 99% (para mi ya es el 100%) y sus implicaciones en las teorias del universo, como afectan a las teorias de la materia y energia oscuras? Si ahora ya sabemos PORQUE la materia tiene masa, eso llevara teorias asociadas sobre la naturaleza de la materia oscura y su interaccion gravitatoria. Podeis poner algo de esto?
Gran articulo chicos!
Bueno, no se en qué medida el bosón de Higgs se relaciona con la materia oscura...aunque creo que existe una cierta relación o al menos una posible comparación.
ResponderEliminarCada cosa en su mundo (la materia oscura en el ámbito espacial y el bosón de Higgs en el ámbito subatómico) parecen tener comportamientos similares: ambos parecen actuar a modo de manto, de sostén, de los elementos que contiene. También, a la materia oscura se le atribuye la generación de las galaxias y de lo que nos rodea (al ir acumulando materia ordinaria por efecto de la gravedad) y al bosón de Higgs se le atribuye la creación de masa en las partículas atómicas (más concretamente el bosón de Higgs es el encargado de transmitir la información de que una partícula tiene masa).
Así que al menos yo veo una similitud evidente.
Lo que si espero con relativo suspense es el día que pueda encontrarse un equivalente de la energía oscura. Si bien la materia oscura tiende a agruparse en grandes "bolsas" a modo de contenederores de cúmulos de galaxias, la energía oscura se sabe
que está por todas partes.
¿Tendremos una partícula que actúe como la energía oscura, una especie de antimateria?
El de antes soy yo...es decir, Payo.
ResponderEliminarTodo el mérito es de Sergio.
ResponderEliminarA mí me ha gustado mucho.
Por algún motivo no se ha quedado registrado un comentario de Carlitos, en el que os compara la energía oscura con la partícula de Satán. Y nos regala este link sobre la cosa más grande jamás conocida:
http://es.wikipedia.org/wiki/Gran_Muralla_Sloan
¡Mar censora! :)
ResponderEliminarGran post. Tirando del hilo del Cúmulo de Coma, vi que formaba parte de la Gran Muralla, segunda superestructura más grande descubierta, sólo por detrás de la amiga Sloan. A ver cuándo sacan visitas en los touroperadores en régimen de todo incluido.
Jejeje, censura jamás.
ResponderEliminarPor cierto, han encontrado una quinta luna en Plutón.
ResponderEliminarhttp://www.muyinteresante.es/encuentran-una-quinta-luna-en-pluton?utm_source=twitter&utm_medium=socialoomph&utm_campaign=muy-interesante-twitter1