La luz de unas estrellas que explotaron hace miles de millones de años
reveló recientemente que 75% del Universo está hecho de una forma de energía
nunca antes detectada, que produce repulsión gravitacional y acelera la
expansión del Universo.
Los astrónomos Pueden medir luminosidades con toda precisión y saben
exactamente cuánto se atenúa la luz con la
distancia (un mismo objeto al doble de
la distancia se ve cuatro veces más tenue; al triple, nueve veces más
tenue y al cuádruple, 16…). Lo único que necesitan para saber a qué distancia
se encuentra una galaxia es localizar en ella algún objeto cuya luminosidad
intrínseca se conozca: un objeto que sirva como patrón de luminosidad.
Introducción
La teoría del Bing Bang afirma
que el universo estaba en un estado de muy alta densidad y luego se expandió. Si las
leyes conocidas de la física se extrapolan más allá del punto
donde son válidas, encontramos una singularidad. Mediciones
modernas datan este momento aproximadamente a 13,8 mil millones de años atrás,
que sería por tanto la edad del universo. Después de la
expansión inicial, el universo se enfrió lo suficiente para permitir la
formación de las partículas subatómicas y más tarde simples átomos.
Nubes gigantes de estos elementos primordiales más tarde se unieron a través de
la gravedad para formar estrellas y galaxias.
Desarrollo
Descubriendo el lado oscuro
El astrónomo estadounidense Edwin Hubble calculó en 1929 las distancias
de alrededor de 90 “nebulosas espirales”. Luego
comparó sus datos con los estudios de velocidad de las galaxias, que habían
hecho otros astrónomos. Resulta que la luz de una galaxia también puede
decirnos a qué velocidad se acerca o se aleja de nosotros, la luz de una galaxia se ve más roja
cuando ésta se aleja y más azul cuando se acerca. El grado de enrojecimiento de
la luz de una galaxia debido a la velocidad con que se aleja se llama
corrimiento al rojo, y se puede medir con precisión. Hubble comparó los datos
de corrimiento al rojo con los de distancia,observó que los
datos se acomodaban en una recta, lo cual indica que cuanto más lejos está una galaxia, más
rápido se aleja y que la relación entre distancia y velocidad es una simple proporcionalidad directa: una
galaxia al doble de la distancia se aleja al doble de la velocidad, una al
triple, al triple… Ésta es la llamada ley de Hubble, y se interpreta como signo de que el
Universo se está expandiendo. En un pasado suficientemente remoto las galaxias estaban concentradas en
una región muy pequeña y muy caliente —y no eran galaxias, sino una mezcla
increíblemente densa de materia y energía. En 1965, Arno Penzias y Robert Wilson, dos físicos que
estaban probando una antena de comunicación satelital, detectaron un ruido persistente que no podían explicar. Éste resultó ser el rastro del violento
origen del Universo. Hoy se llama radiación de fondo.
A principios de los años 80, los cosmólogos (empezando
por el físico Alan Guth) añadieron al modelo el concepto de inflación para
explicar los resultados de ciertas
observaciones. Según
la hipótesis inflacionaria, en la primera fracción de segundo una fuerza de
repulsión muy intensa hizo que el embrión de Universo pasara de un tamaño menor
que el de un átomo al de una toronja en un tiempo brevísimo.
Albert Einstein publicó la teoría
general de la relatividad, Esta teoría permite otras dos posibilidades
insólitas: si el espacio tiene curvatura positiva, como una esfera, los ángulos
de un triángulo suman más de 180 grados, si tiene curvatura negativa, como una
silla de montar, menos. Todo depende de qué tan fuerte jale la fuerza de
gravedad total del Universo, o en otras palabras, de cuánta materia y energía
contenga éste en total:
1. poca materia y
energía = curvatura negativa
2. ni mucha ni poca =
geometría plana
3. mucha = curvatura
positiva
El asunto es
importante porque de la cantidad de materia y energía (más precisamente, de su
densidad total) dependía también que el Universo siguiera expandiéndose para
siempre (casos 1 y 2) o bien que un día la expansión se detuviera y se
invirtiera (caso 3), como una piedra que se lanza hacia arriba y que empieza a
bajar al llegar a cierta altura. Y por la misma razón que la piedra: la
atracción gravitacional de toda la materia y energía del Universo.
- Según el modelo inflacionario, el Universo
debía contener suficiente materia y energía para que la expansión se fuera
deteniendo sin nunca parar por completo (geometría plana).
El 15 de octubre de 1998 el telescopio Keck II, situado en la cima del
volcán Kilauea, en Hawai, escudriñaba un retazo de cielo en el área de la
constelación de Pegaso. Hacía unas semanas, los científicos del Proyecto de
Cosmología con Supernovas, dirigido por Saul Perlmutter, habían tomado fotos de
las galaxias de la misma región como referencia. Al comparar las nuevas
imágenes con las de referencia, vieron que en una galaxia había aparecido un
punto brillante. Era una supernova, una estrella que hizo explosión. La
llamaron Albinoni. Nueve días después, un equipo internacional de
investigadores usó el Telescopio Espacial Hubble, además del Keck II, para
medir la luminosidad aparente de Albinoni, así como el corrimiento al rojo de
la galaxia en la que se localiza.
Las supernovas Ia son muy intensas, lo que permite verlas desde
muy lejos, y alcanzan todas aproximadamente el mismo brillo intrínseco, por lo
que son excelentes patrones de luminosidad. Hoy en día, las supernovas Ia son el patrón más
usado para determinar distancias a galaxias muy lejanas.
La expansión acelerada del universo
Puesto
que la energía causante de la aceleración del espacio-tiempo no ha podido ser observada en forma
directa, se ha dado en llamarla energía
oscura. Dos candidatos teóricos que podrían hacer las veces de esta energía son
una constante cosmológica no igual a cero (que pudo haber
causado la inflación
cósmica) y una energía repulsiva más general llamada quintaesencia.
Para 1998, los equipos de Schmidt y Perlmutter anunciaron públicamente una conclusión nada
prosaica: la expansión del Universo, lejos de frenar como casi todo el mundo
suponía, se está acelerando. El lado oscuro La cosa tiene implicaciones, por
ejemplo, en la edad del Universo. Ésta se calculaba suponiendo que la gravedad
frena la expansión. Si en vez de frenar, se acelera, el cálculo cambia y el
Universo resulta más antiguo. Pero la implicación más tremenda del Universo
acelerado tiene que ver con el asunto de la gravedad.
Composición Del Universo
En astrofísica y cosmología
física se denomina materia oscura a la hipotética materia que no emite
suficiente radiación
electromagnética para ser detectada con los medios técnicos actuales, pero
cuya existencia se puede deducir a partir de los efectos gravitacionales que
causa en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias, así como en las anisotropías del fondo
cósmico de microondas presente en el universo.
En cosmología física, la energía oscura es
una forma de materia
oscura o energía que estaría presente en todo el espacio, produciendo una presión que
tiende a acelerar la expansión
del Universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva. Considerar la existencia de
la energía oscura es la manera más frecuente de explicar las observaciones
recientes de que el Universo parece estar en expansión acelerada. En el modelo estándar de la
cosmología, la energía oscura aporta casi tres cuartas partes de la
masa-energía total del Universo.
Conclusión
Se pensaba que el universo en algún
momento, dejaría de expandirse para revertirse y al igual que comenzó con una
gran explosión (Big
Bang),
terminaría con una gran compresión, sin embargo el descubrimiento de la materia
y sobre todo de la energía oscura han descartado esta opción, llevando a la
comunidad científica a la conclusión de que el universo seguirá expandiéndose
y cada vez con mayor velocidad hasta alcanzar un punto en el que el universo se
desgarrará primero a gran escala, posteriormente a escalas cada vez más
pequeñas hasta el punto de que los átomos mismos serán desgarrados, se ha
llamado a este momento Big
Rip,
tras el cual, no habrá nada más.
Reflexión:
¿Por
qué has elegido este tema?
Me parece un
tema muy interesante porque me gusta todo lo
relacionado con el universo, y la vida extraterrestre.
¿De dónde partiste para empezar a escribir?
Primero investigue un poco más sobre el tema, después saque un pequeño
resumen del archivo pdf que nos dieron en el aula virtual, y lo complemente con
lo que investigue en la web.
Referencias e Imágenes
