¿De qué está hecho el Universo?

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    #1 En Busca de la Materia Oscura

    A casi 1 kilómetro de profundidad, un dedicado grupo de físicos trabaja buscando la llamada “materia oscura”, aquella que no podemos ver directamente y que constituye una buena parte de todo el Universo. Su labor no es sencilla, pero los resultados de sus investigaciones pueden ser muy importantes en nuestro conocimiento del Cosmos y su historia.

    Los astrónomos saben desde hace 70 años que la materia que vemos con nuestros telescopios no es toda la que realmente existe en el Universo, sino simplemente aquella que emite algún tipo de radiación detectable por nuestros instrumentos. En la actualidad, los cálculos indican que la materia ordinaria compuesta por átomos sólo supone el 4 por ciento del contenido materia-energía del Universo. La llamada “energía oscura”, un ente casi desconocido, representaría otro 73 por ciento. El resto, un 23 por ciento, lo podríamos asignar a la “materia oscura”. Dado que no podemos observarla directamente (aunque sí notar sus efectos gravitatorios), sólo podemos ofrecer conjeturas sobre su naturaleza exacta.

    Los experimentos que se están haciendo en una mina abandonada en Soudan, Minnesota, podrían ayudarnos a entender y precisar mejor qué es la materia oscura. En dicha mina, los científicos han colocado cristales de germanio muy sensibles, enfriados hasta casi el cero absoluto. Su localización bajo tierra y la baja temperatura protegen a los cristales de partículas no deseadas que suelen caer sobre la superficie terrestre, así como del “ruido” que producen las partículas en movimiento cuando están en un entorno caliente. Harry Nelson, de la University of California, en Santa Barbara, nos explica que cuando colocamos una caracola de mar frente a nuestro oído, lo que oímos es el movimiento de partículas. Si la caracola estuviese congelada, el sonido desaparecería.

    Uno de los principales candidatos a constituir la materia oscura se llama WIMP (partículas masivas de interacción débil). Los científicos quieren detectarlas para poder estudiar esta posibilidad. Tales partículas alcanzarían los cristales de germanio y producirían unos pequeños sonidos, que serían registrados por un ordenador.

    Las WIMPs serían partículas mucho más masivas que los protones, pero con una capacidad de interacción con otras partículas muy baja, de manera que miles de millones de ellas estarían atravesando nuestro cuerpo cada segundo sin dejar rastro. Si el experimento consigue registrar algunas interacciones, podremos decir que hemos detectado WIMPs, y estudiar si pueden o no ser las responsables de la materia oscura.

    Tal hallazgo sería muy importante y se lo ha comparado en ocasiones con una nueva revolución copernicana. No sólo no estamos en el centro del Universo, sino que además no estaríamos hechos de la misma materia que la mayor parte de éste.

    El experimento CDMS II necesita tiempo, sin embargo. Después de 100 días operando, se habrá superado el récord de sensibilidad mundial de detección de materia oscura. Los científicos cruzan los dedos y esperan detectar una o más señales que nos den la pista fundamental para caracterizarla definitivamente.

    Información adicional en: Registrarse Inicia sesión

    Fuente: http://www.amazings.com/ciencia/noticias/261103b.html

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    8 comentarios / 28588 Visitas

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    27/11/2003
    #2 ¿De qué está hecho el Universo?
    ¿De qué está hecho el universo?

    El universo está básicamente compuesto de hidrógeno. Entre el 70 y el 75% de la materia conocida del universo se encuentra en forma de hidrógeno, el elemento más simple. El restante 30% de la materia conocida está compuesta por los 109 elementos del sistema periódico.:o

    Sin embargo, todos los objetos celestes visibles conocidos hoy en día (estrellas, planetas y nubes de polvo) dan cuenta de sólo el 10% de la masa del universo. Es decir, del total de materia que forma el universo, sólo es materia conocida el 10% de ella, el resto es masa que falta y, dado que no la hemos podido detectar, los físicos la han llamado “materia oscura” (sea lo que sea):angustiad .

    La materia oscura es presuntamente invisible porque no emite ni refleja luz visible, ni ondas de radio, infrarrojos, UV, rayos-X o rayos gamma. Es posible también que su luz sea tan débil que no pueda ser detectada por los actuales instrumentos astronómicos. Sin embargo, la materia oscura puede ser detectada indirectamente debido a su influencia en otros objetos cercanos visibles.


    El descubrimiento de presencia de la materia oscura

    Fue descubierta en 1932 por Jan Oort, un astrónomo holandés que midió los movimientos perpendiculares de estrellas cercanas con respecto a la Vía Láctea, estudiando su influencia gravitatoria y midiendo la masa del disco de la galaxia (lo mismo que la masa de la Tierra puede ser calculada a partir de la aceleración de un objeto que cae).

    El resultado de esta medición fue que la masa calculada para la Vía Láctea era el doble que la suma de la masa de todas las estrellas y nebulosas visibles en la galaxia, de forma que faltaba bastante masa que no se veía.


    ¿Qué es la materia oscura?

    La “materia oscura” se define como el término usado para describir la masa de las galaxias y clusters, cuya existencia inferimos del estudio de las curvas de rotación de las galaxias y otras técnicas (como los radio-telescopios y las lentes gravitacionales), pero que no ha sido confirmada en ninguna onda electromagnética. Es decir, que no lo hemos visto ni con ondas de radio, infrarrojos, radiación en el visible, ultravioleta, rayos-X o rayos gamma.

    Los científicos han considerado dos grupos de materia a considerar como materia oscura. Una sería la materia bariónica o “normal” que es la formada por protones y neutrones (MACHOS) y la otra sería la materia no-bariónica, que podrían ser partículas elementales exóticas que no interactúan fuertemente con la materia normal.

    MACHOS (MAssive Compact Halo Objetcs) – Materia Bariónica (normal)

    Algunos ejemplos de estos objetos son las estrellas enanas marrones, las enanas blancas, las estrellas de neutrones y los agujeros negros.

    a) Enanas marrones

    Son estrellas cuya masa es inferior al 8% de la masa que tiene nuestro Sol, por o que es demasiado pequeña para producir reacciones nucleares que la hagan brillar (por eso se dice que es “marrón”).
    Estudios recientes sobre el brillo y atenuación de estrellas lejanas, que tienen a su alrededor enanas marrones y planetas grandes, pueden dar lugar a una evidencia de una gran población de enanas marrones en nuestra galaxia, aunque aún no se ha probado.

    b) Enanas blancas

    Son el estado final condensado de una estrella de tamaño pequeño o medio.
    Es conocido que las estrellas enanas blancas existen y son abundantes, y quizás podrían ser lo suficientemente abundantes para explicar el fenómeno de la materia oscura si las galaxias jóvenes produjeran enanas blancas que se enfriaran más rápidamente de lo que la teoría predice. En cualquier caso, la producción de tal cantidad de enanas blancas implicaría también una producción enorme de helio que no se ha observado.

    c) Estrellas de neutrones o Agujeros negros

    Son el estado final condensado de una estrella de tamaño grande o muy grande.
    Dado que tanto las estrellas de neutrones como los agujeros negros pueden ser muy oscuros, son un buen candidato. Sin embargo, estos objetos son muy escasos en el universo y el proceso de su formación libera mucha energía y elementos pesados que no se han observado.

    WIPMs (Weakly Interacting Massive Particles) – Materia No-Bariónica

    Está compuesto por partículas subatómicas exóticas: axiones, neutrinos masivos, photinos, etc. Esta es una de las teorías más fuertes y predice que la materia oscura está compuesta por estas partículas masivas invisibles que interactúan fuertemente. Se llaman colectivamente “materia oscura fría”.:o

    Teóricamente podrían haberse formado en el origen del universo (Big Bang) con las cantidades y propiedades adecuadas para poder explicar el problema de la materia oscura. Sin embargo, a excepción de los neutrinos, muchas de tales partículas elementales están aún en el área de la teoría y no han sido detectadas. :angustiad

    Desgraciadamente, en la actualidad no existen evidencias de que la materia oscura sea bariónica ni no-bariónica.


    ¿Hay evidencias de la existencia de la materia oscura?

    Hay algunas evidencias experimentales indirectas de la existencia de la materia oscura en el universo, aunque aún no se sepa de qué está compuesta.

    1. Estudio de la radiación de fondo.

    Recientemente algunos astrónomos han encontrado la primera evidencia verdaderamente significativa de que la materia oscura se extiende por el universo.

    R. Scranton et al. (Universidad de Pittsburg, Pensilvania) han detectado una huella de energía oscura en el resplandor después del Big Bang, en la radiación denominada “radiación de fondo” o “fondo cósmico de microondas” (cosmic microwave background, CMB). El CMB es ligeramente más caliente donde hay más galaxias y parece que la existencia de la materia oscura en esa zona es la única explicación.

    Los astrofísicos postularon la existencia de la “materia oscura” cuando el estudio de estrellas distantes que explotaban (supernovas) revelaró que la expansión del universo está perpetuamente ganando ritmo. Sin embargo, nadie sabe qué es la materia oscura o de dónde viene.

    El descubrimiento de Scranton et al. da solidez a la idea de la existencia de la materia oscura puesto que es completamente independiente del estudio de las supernovas. Este descubrimiento muestra que la materia oscura influye en las partículas de luz (fotones) que la radiación de fondo CMB radia por todo el espacio.

    Todos los cuerpos que tienen masa se sienten atraídos entre sí debido a la ley de la gravitación. Este es el caso de que nosotros vivamos pegados a la superficie de la tierra o de que nuestro sistema solar siga girando aún.

    Lo mismo ocurre cuando un fotón de la radiación de fondo pasa volando por una concentración de masa, como una galaxia. El fotón se siente atraído gravitacionalmente por ella, cae en un pozo gravitacional (como una pelota cayendo por una colina) y gana energía. Si el fotón quisiera salir del pozo, de la galaxia, tendría que escalar el pozo y perdería la misma cantidad de energía que le dieron al entrar, de forma que si atravesara el pozo su energía sería la misma que al comienzo.

    Si, en cambio, el fotón se encuentra con una concentración de materia, por ejemplo una galaxia, pero que está rodeada de materia oscura, como la materia oscura es gravitacionalmente repulsiva, el pozo de potencial que atrae al fotón es más superficial, de forma que lo atraviesa quedando finalmente con una cantidad ligerísimamente mayor de energía que la que tenía inicialmente.

    Ésta sería la razón por la que la radiación de fondo es más caliente (de 3K) en los lugares del universo donde hay más masa, o sea, donde hay más galaxias.

    2. Estudio de galaxias a través de lentes gravitacionales.

    C. S. Kochanek y N. Dalal han utilizado lentes gravitacionales para echar un vistazo a lo que podría ser materia oscura agrupada entorno a algunas galaxias distantes. Ellos comentan que: “No hay prueba de que esté ahí, pero los resultados están de acuerdo con lo que esperaríamos ver si estuviera.”

    Las lentes gravitacionales actúan de la siguiente manera: si una cosa muy masiva (como una galaxia) está posicionada entre un telescopio terrestre y un objeto lejano en el universo (como un cuásar), la gravedad de la galaxia intermedia curva la luz (ondas de radio, visible, IR, etc.) a su alrededor y forma una imagen aumentada del objeto lejano como haría una lente convencional.

    Las agrupaciones de materia oscura entorno a la galaxia podrían actuar como si fueran las imperfecciones en el vidrio de una lente. La luz pasaría a través de estas agrupaciones de materia oscura, pero su gravedad curvaría la luz en diferentes longitudes de onda.

    Los científicos han estudiado siete galaxias, cada una aumentada por las cuatro más próximas. Estas cuatro imágenes de cada galaxia deberían ser iguales, dado que es la misma galaxia, y sin embargo son diferentes. Estudiaron si la diferencia entre las imágenes era suficiente para haber sido causada por el tipo de agrupación de materia oscura y encontraron que el modelo y las imágenes encajaban perfectamente. Actualmente están trabajando para medir el tamaño y la densidad de estas agrupaciones de materia oscura, con el fin de contar el total de materia perdida en el universo.


    Conclusiones

    Hay otras teorías recientes sobre alternativas a la materia oscura cósmica. Por ejemplo, una de ellas explica la diferencia entre materia directamente observable de las galaxias y la materia calculada recurriendo a la densidad de la energía del vacío, pero cuenta con escasos seguidores.

    Está claro que hay muchas cosas en el espacio donde vivimos que no conocemos, que ni siquiera hemos visto, aunque podamos intuir o inferir que están ahí:o

    Cada cierto tiempo, algún científico sale a la palestra diciendo convencidamente que la física está acabada, que ya lo sabemos todo, pero a cada momento parece que el universo nos desafíe con nuevas incógnitas, con misterios profundos que nos toca descubrir.:risita:

    Aceptar estos desafíos implica hacerse muchas preguntas sobre nosotros y sobre las cosas que nos rodean, cambiar algunos puntos de vista y algunas perspectivas. Hay muchas cosas que nos rodean, que existen, que podemos intuir pero no podemos ver. Y aún así, todo funciona.


    Fuente: Registrarse Inicia sesión



    Ok, espero que les haya gustado mi primer thread en Ciencia y Tecnología
    Si quieren puedo agregar un glosario que encontre, donde explica bien que son los cuásares, pulsares, lentes gravitacionales, etc etc etc... avisen nomas!


    Beijos das nalgas! :doyvuelta
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      • 12/08/03
    27/11/2003
    #3

    Aaaaaaaayyyyyyy nooooo!!!!!!

    Recién ahora veo el artículo de DaRkAnGeR... " Registrarse Inicia sesión " :risita:

    Bueh... ojalá lo mío sirva para complementar eso, por lo menos...

    Dios mio... últimamente no le pego una!!!!! jajajjajja

    Salutoz

    • Cobet
      Invitado
    28/11/2003
    #4
    Mensaje original de Kolque
    Aaaaaaaayyyyyyy nooooo!!!!!!

    Recién ahora veo el artículo de DaRkAnGeR... " Registrarse Inicia sesión " :risita:

    Bueh... ojalá lo mío sirva para complementar eso, por lo menos...

    Pobre...
    Esto no te hubiera ocurrido ¡si utilizás el buscador! jajajaja!
    Hay algún post más de "materia oscura", si no me equivoco en referencia a un telescopio submarino que había posteado Zero:Cool... :o

    Dios mio... últimamente no le pego una!!!!! jajajjajja
    Persevera y truinfarás... :o

    Saludos!
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      • 31/10/02
    28/11/2003
    #5

    Gracias a Dios q está la diosa Cobet para atar los cabos sueltos

    Alguien dijo:
    Esto no te hubiera ocurrido ¡si utilizás el buscador! jajajaja!
    Ejem! El thread de Zero:Cool está Registrarse Inicia sesión .
    También muy interesante por cierto.

    Saludos! :feliz:
    • Cobet
      Invitado
    29/11/2003
    #6
    ¿¿¿Ehehehehe...???

    Mensaje original de JotaPeCe
    Gracias a Dios q está la diosa Cobet para atar los cabos sueltos
    ¿¿¿Diosa??? :angustiad

    Amigo mío -electrónico, pero amigo al fin- hágase ver por un psiquiatra...

    Se hace lo que se puede... Los dioses-supongo-, hacen lo que se debe siempre... :o

    PD: y sí: a pesar de que no sabemos mucho, lo que se conjetura de la materia oscura es interesantísimo. :o

    Beso!
    • PoetaCamba
      Invitado
    15/12/2003
    #7

    gracias a ambos por la nota. Kolque muy completa la informacion que dejas, sirbe para comprender mejor que es lo que tanto buscan los cientificos. Y sobre el experimento para buscar la materia oscura, esta repleto de estos, ahi cito JotaPeCe una nota tambien sobre un experimento para detectarla,

      • 584
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      • 29/11/03
    15/12/2003
    #8

    Muy interesante el articulo, sobre todo el tema de que se esten dando pasos concretos en el asunto mas alla de los modelos macro teoricos sobre este punto en particular que se plantearon en los ultimos 15 años.

    para citar una frase famosa que me gusta mucho: "El universo esta hecho de incertidumbre"



    Saludos!

      • 63
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      • 09/12/03
    29/12/2003
    #9

    DarkAnger: nunca esta de mas ampliar los temas que nos interesan, muy bueno tu aporte, gracias.

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