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May

19

A vueltas con la energía y la materia oscura

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo misterioso    ~    Comentarios Comments (4)

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Ciencia- ABC

Pequeños saltos en el espacio-tiempo, posible explicación para la energía oscura

 

Fluctuaciones mínimas en la red espaciotemporal podrían aclarar por qué el Universo se está expandiendo lentamente pero de forma acelerada

Nebulosa del Cangrejo. El misterio de la energía oscura ocurre en parte porque la Relatividad solo explica el Universo a gran escala

Nebulosa del Cangrejo. El misterio de la energía oscura ocurre en parte porque la Relatividad solo explica el Universo a gran escala – NASA, ESA, NRAO/AUI/NSF and G. Dubner (Universidad de Buenos Aires)

Los enigmas más increíbles a los que se enfrenta la ciencia son probablemente la energía y la materia oscuras. Surgen porque en la actualidad los astrofísicos solo pueden observar y entender el cuatro por ciento de la energía que compone el Universo, que es la que forma parte de estrellas y galaxias. Por increíble que parezca, el resto es invisible y esquivo, pero es necesario para explicar la influencia gravitacional (materia oscura) que se observa en las galaxias. También para entender la velocidad de expansión del Universo (energía oscura), que se puede observar a través de telescopios, y que inicialmente fue predicha por Einstein.

         Dentro de los remanentes de la Nebulosa del Cangrejo se esconde un poderoso Púlsar

Se han propuesto muchas explicaciones para ambos misterios, pero el asunto está lejos de su solución. Recientemente, un grupo de investigadores de Universidad de Columbia Británica (Canadá) ha propuesto que la expansión del Universo y la Energía Oscura podrían ser causadas por pequeñas fluctuaciones en el espacio-tiempo, tal como ha informado «Universetoday.com». Su estudio ha sido publicado en Physical Review D.

Representación del espacio-tiempo, desarrollado gracias a la Teoría Especial de la Relatividad de Einstein

 

Representación del espacio-tiempo, desarrollado gracias a la Teoría Especial de la Relatividad de Einstein- NASA
 

 

En la actualidad dos importantes teorías explican el funcionamiento del Universo: la Teoría de la Relatividad, que explica cómo se comporta el Universo en las mayores escalas, y la Mecánica Cuántica, que describe el comportamiento de las partículas subatómicas. Sin embargo, estas teorías no concuerdan a la hora de describir la gravedad y la expansión del Universo y, por tanto, el origen y la naturaleza de la energía oscura.

Las observaciones de Planck y otros satélites ayudan resolver la ecuación de estado de la energía oscura. / ESA
                    Algunos dicen que la energía oscura se oculta tras los campos fantasmas del vacío

Pongamos un ejemplo. De acuerdo con la Mecánica Cuántica, una posible explicación para la energía oscura es la llamada energía de vacío. El problema es que esta tendría unas propiedades que, según la Relatividad, harían que el Universo se expandiera de forma explosiva, cosa que no ocurre. La expansión observada el Universo es lenta pero acelerada.

Expansión y contracción

 

 

Resultado de imagen de Expansión y contracción del Universo

 

 

Algunos científicos han propuesto modificar la Relatividad y la Mecánica Cuántica para hallar una solución a esas discrepancias. Pero varios investigadores han probado otra vía diferente. Dado que tanto la Relatividad como la Mecánica Cuántica son las teorías que más éxito han tenido hasta el momento para explicar el funcionamiento del Universo, Qingdi Wang, William Unruh y Zhen Zhu han propuesto que es preferible entender ambas mejor. Así se podría, en teoría, resolver los problemas de la energía oscura y la expansión del Universo.

Resultado de imagen de Fluctuaciones de vacío en el "mundo" cuántico

Sumaron la elevada densidad de la energía de vacío predicha por la Mecánica Cuántica y la ajustaron a lo predicho por la Relatividad. El encaje se logró considerando la posibilidad de que a pequeñas escalas, miles de millones de veces menores al tamaño de los electrones, la red del espaciotiempo experimente fluctuaciones y oscilaciones de expansión y contracción.

Cuando no hay viento, la superficie del océano puede parecer un remanso de tranquilidad, aunque en realidad las moléculas de agua estén vibrando y moviéndose en todas direcciones. De igual modo, estas fluctuaciones espacio-temporales explicarían la aparente quietud de la expansión del Universo y la ajustarían más a lo observado en la realidad.

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Esta entrada fue publicada el viernes, 19 de mayo de 2017 a las 3:54 y está clasificada bajo: El Universo misterioso. Puede hacer un seguimiento de los comentarios de esta entrada gracias al feed RSS 2.0. Puede dejar un comentario, o enviar un trackback desde su sitio.
 

  1. 1
    Ramon Marquès
    el 19 de mayo del 2017 a las 18:10

    Hola Emilio:
    Tal como entiendo el efecto frenado, considero que la fórmula de Newton para la gravedad no ha de ser igual en todos los  lugares del Universo. Por ejemplo, en el centro de la galaxia o en la periferia.
    Un afectuoso abrazo. Ramon Marquès 

    Responder
    • 1.1
      emilio silvera
      el 20 de mayo del 2017 a las 8:09

      Amigo mío, la fuerza de la Gavedad no puede ser distinta en lugares dispares que, aunque en esos lugares esteán presentes los objetos más variopintos y exista una densidad distinta, a los efectos gravitatorios sólo podemos pensar que la Gravedad actuará conforme a la cantidad de materia que exista en cada lugar, ya que, es la masa la que la genera. Es decir, la Gravedad siempre se comporta de la misma manera y, dependiendo de la masa será más o menos intensa, ya que, no te atrae de la misma manera un planeta como Júpiter que un Agujero negro.
      Una fuerza fundamental que se comportara de manera distinta en distintos lugares, sería una “porquería”, y, la fuerza gravitatoria, no lo es, simplemente se comporta como se tiene que comportar, es decir, en función de los cuerpos con masa que dan lugar a su presencia y ésta, siempre será conforme con la masa, es decir, tendrá un comportamiento uniforme y proporcional al cuerpo que la genera en relación a la masa.
      Un saludo estimado amigo.

       

      Responder
  2. 2
    kike
    el 20 de mayo del 2017 a las 17:43

    A mi profano y modesto entender, el problema de la gravedad es que aún no la conocemos bien; hay algunas circunstancias con su fuerza atractora que no casan bien. Como ejemplo se podría decir lo de la gravedad de los tres cuerpos, en donde las matemáticas dan resultados caóticos (y sin embargo funciona a las mil maravillas); o lo de lo asumido de que la gravedad, pese a disminuir constantemente con la distancia, nunca desaparece, es infinita, asunto que no es nada “normal”; y claro, siempre teniendo presente que se deben tener en cuenta otras fuerzas  que en determinadas circunstancias modificarían en diferentes grados sus efectos.

     Pero bien pudiera ser que además de esas “pequeñas pegas”, la gravedad, medida a gandes, grandísimas distancias, se manifestara de una forma desconocida para nosotros; perdón por el atrevimiento, pero se me ocurre por ejemplo que en los grandes espacios “vacios”, la gravedad en teoría se manifestará debilmente; pero es  que ya sabemos que esos espacios están llenos de partículas virtuales, que no obstante, en su efímera aparición portan grandes energias, y vete a saber que más; quizás esas pequeñísimas masas, al tratarse de una ingente cantidad de espacio sin nada de masa fuerte, consiguieran modificar en algo la linealidad de la gravedad en esas zonas, porque no debemos olvidar que el universo (como todo), está compuesto sobre todo de grandes vacios.

     Y ya sabemos que el universo se comporta como si la gravedad más fuerte atendiera a desconocidas masas que se encontraran o bien en sus límites (si existen), o bien fuera de el; total que, como en casi todo, aún desconocemos mucho de la gravedad.

    Saludos a la parroquia.

    Responder
    • 2.1
      emilio silvera
      el 21 de mayo del 2017 a las 7:29

      Es difícil poder contradecir a Kike que, simplemente se limita a exponer, una realidad que nos aplasta: ¡Nuestra ignorancia! Sí, es cierto que mucho hemos avanzado en todos los aspectos del saber en los distintos campos y disciplinas de la Ciencia. Sin embargo, como bien apunta el amigo Kike, nos que queda mucho más por saber, las preguntas siguen siendo más abundantes que las respuestas, y, con la Gravedad, no se produce ninguna excepción, es mucho lo que sobre ella nos queda por descubrir.
      Saludos.

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