viernes, 29 de marzo del 2024 Fecha
Ir a la página principal Ir al blog

IMPRESIÓN NO PERMITIDA - TEXTO SUJETO A DERECHOS DE AUTOR




Los secretos del Universo: ¡Son tantos!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (6)

RSS de la entrada Comentarios Trackback Suscribirse por correo a los comentarios

Foto

Distribución en 3D de la materia oscura en la zona del Universo estudiada. Foto: ESA.

Del rastreo más ambicioso realizado con el Telescopio Espacial Hubble, por un equipo internacional de 70 científicos liderado por R. Massey del Instituto Tecnológico de California (Caltech) ha surgido un mapa tridimensional que permite asomarse por primera vez a la distribución de la materia oscura en el Universo. Sus resultados parecen confirmar las teorías actuales de formación de las estructuras cósmicas.

El espacio exterior o espacio “vacío” también simplemente llamado espacio,  se refiere a las regiones relativamente vacías del universo fuera de las atmósferas de los cuerpos celestes. Allí la materia por m3 es de una pequeña densidad y existen regiones enormes entre las estrellas y entre las galaxias.

Las regiones más densas en materia normal se acumulan donde están las grandes concentraciones de materia oscura: ahora dicen que una red de filamentos de materia oscura se entrecruza en los puntos en que están situados los cúmulos de galaxias. El mapa, que llega a cubrir regiones tan lejanas que vemos tal como eran en los tiempos en que el Universo era la mitad de viejo, revela también que la materia oscura se va congregando progresivamente en múltiples núcleos, mientras se colapsa bajo la influencia de la gravedad.

Foto

Comparación de distribución de materia normal (izquierda) y materia oscura (derecha) en la misma zona del Universo estudiada. Foto: ESA. De las imágenes puede chocar el hecho de que, en la que dice referirse a la materia normal, se tiene la sensación de que es mucho más abundante que la que dicen ser la de la materia oscura, ¿no era al contrario?

La imagen del Universo que surgen de estos estudios es asombrosa. Las galaxias no están uniformemente diseminadas en el universo, pero tampoco están diseminadas aleatoriamente. Por el contrario, si hacemos un corte del universo, veremos que tiene el aspecto de la sección de una esponja. La materia sólida estará ordenada en una red interconectada, filamentosa, con grandes burbujas de vacío, esas regiones del espacio que contienen menos galaxias que el promedio e incluso ninguna galaxia; también conocido como vacío cósmico. Han sido detectados vacíos con menos de una décima de la densidad promedio del Universo en escalas de hasta 200 millones de años luz en exploraciones a gran escala.

Si el espacio estuviera realmente vacío, todas las ondas de radio viajarían a la velocidad de la luz; sin embargo el espacio interestelar no está vacío: contiene plasma,  gas de baja densidad en el que hay electrones libres, y, a causa de esto, las ondas de radio que se mueven a través de él (en especial las largas) ven frenada su velocidad – la de la luz – en muy pequeña pero perceptible proporción.

Contamos con buenas herramientas para buscar aquello que nuestros ojos no ven, y, la tecnología, nos lleva a remotos confines del Cosmos, para contemplar objetos misteriosos que moran a mucha distancia de nosotros. Tanta distancia que nunca podremos estar allí.

Estas regiones de grandes vacíos, son a menudo (aunque no siempre) aproximadamente esféricas. El primer gran vacío en ser detectado fue el de Boötes en 1981; tiene un radio de unos 180 millones de años luz y su centro se encuentra aproximadamente a 500 millones de años luz de la Vía Láctea. La existencia de grandes vacíos no es sorprendente, dada la existencia de cúmulos y supercúmulos de galaxias a escalacas muy grandes.

Foto

En el estudio al que antes me referia… Lo que el Hubble vio en la zona del Universo estudiada. Foto: ESA.

Se utilizaron técnicas de lentes gravitacionales para realizar este mapa, que tiene una definición muy superior a la obtenida en proyectos previos y llegando a hacer apreciable la estructura de filamentos de materia oscura.

Un equipo separado de COSMOS presentó también imágenes de grandes estructuras galácticas en las mismas áreas que la materia oscura. Las galaxias aparecen en luz visible gracias a observaciones del “Hubble” y el “Subaru”. El gas caliente en los cúmulos más masivos, en rayos X se captó mediante el XMM-Newton. La imagen de las galaxias lejanas según los datos de rayos X coincide con las descubiertas mediante amplificación de las lentes gravitacionales (Fuente: Noticias de ESA, 7 de enero de 2007).

Claro que, cualquier intento de explicar la estructura del Universo debe confrontarse con esta nueva versión del modo en que estáordenada la materia (también la llamada oscura si finalmente se puede comprobar que está ahí) y, tenemos la obligación y la necesidad de preguntar ¿Cómo llegó a ser así?

Cúmulo de Galaxias de Virgo

El cúmulo de galaxias de Virgo que reune y distribuye galaxias en una escala mayor de 30 millones de años luz. Las galaxias tienden a agruparse en cúmulos y supercúmulos de diferentes tamaños. También se encuentran en ocasiones en extensas cadenas denominadas filamentos., o en estructuras aplanadas como la Gran Muralla. En contraste con estas regiones existen vastas regiones en las que las galaxias son escasas y que son, los grandes vacíos a los que antes hicimos mención. Si el principio cosmólógico es correcto, los astrónomos deberían alcanzar una escala en la que el Universo se hiciera aproximadamente homogéneo.

Claro que, al día de hoy, nadie ha sido capaz de explicar la razón de esas grandes cúmulos y el contraste de esos inmensos espacios vacíos y ello implica acontecimientos que debieron tener lugar en la historia del universo que nos son totalmente desconocidos. En esencia, podemos suponer que las galaxias se formaron primero y fueron luego eliminadas de ciertas regiones o desplazadas, dejando atrás las burbujas de vacío, y, la segunda cosa que podíamos suponer es que las galaxias sde formaron en los bordes de esos grandes vacíos, donde las vemos actualmente.

Claro que, a todo esto, persiste la duda y el misterio de la existencia o no de la Materia Oscura. Nadie sabe lo que es, cómo  llegó aquí, la forma que adopta, de qué está compuesta, no emite radiaciones, y sólo se deja detectar por la fuerza de Gravedad que transmite o genera.

            La materia oscura se distribuye alrededor de las galaxias en forma de halos de formas irregulares y a menudo alargadas / Subaru

                          La Revista Nature también ha publicado su Mapa de materia oscura que podemos ver alrededor de las galaxias.

Archivo: CL0024 +17 jpg.

Aquí podemos contemplar la Imagen compuesta del cúmulo de galaxias CLoo24+17  tomada por el Telescopio Espacial Hubble,  muestra la creación de un efecto de lente gravitacional producto, en gran parte, de la interacción gravitatoria con la materia oscura. Esta imagen del Telescopio Espacial Hubble muestra un fantasmal compuesto “anillo” de materia oscura.

La idea de que hay materia oscura que no podemos ver, pero, no obstante, puede afectar a lo que se ve, no es fácil de aceptar. Para acostumbrarnos a la idea de que podría ser así, podríamos observar e investigar de manera más profunda, nuestro entorno y nuestra propia Galaxia.

Claro que no podemos ver nuestra Galaxia desde el exterior, pero podemos ver bastantes otras galaxias para tener una idea bastante buena de la estructura de la Vía Láctea. Más de la mitad de las galaxias del Universo tienen la misma forma general, con un núcleo central brillante y dos (ocasionalemte más) brazos espirales. Los brazos espirales son ciertamente los aspectos más sorprendentes de las galaxias, y, particularmente creo que, sin ellos, no sería posible la vida en el Universo, toda vez que, según nmis cálculos, en los brazos espirales se encuentran las regiones más tranquilas y que son las únicas (dentro del Universo) que posibilitan una cierta tranquilidad de sucesos violentos durantes millones de años, tiempo más que suficiente para que surjan y se establezcan Civilizaciones inteligentes.

Tenemos la suerte de que el Sol esté situado en el borde interior del Brazo de Orión, es decir, hacia el Centro Galáctico, a unos 30 000 a.l. del núcleo de la Galaxia, con lo cual, gozamos de un lugar placentero si lo comparamos con otros como el de la imagen de arriba, por ejemplo. El púlsar que ahí vemos, con su poder electromagnético, seguramente nos podría aniquilar.

En esta imagen, la supuesta materia oscura (azul) se ha separado de la materia luminosa (rojo) en el Cúmulo de Bala. Imagen cortesia de Chandra X-ray Observatory. Claro que, lo que falta es saber si, efectivamente, eso azul es verdaderamente materia oscura. Sí abunda en una proporción tan grande en comparación con la materia hadrónica, ¿Por qué en todas las imágenes que nos presentan resulta ser menos en proporción que aquella?

Es una lástima que no podamos conocer, al completo, a nuestra propia Galaxia, la Víam Láctea, y, sólo partcialmente podemos ver algunas de sus regiones. Eso, por una parte, nos habla de su grandiosidad (100 000 años luz de diámetro) y, por otra, nos deja claro que no hemos alcanzado -todavía- gran cosa. Sabemos que al girar la Galaxia, arrastra a nuestro Sol y todos sus planetas y somos transportados alrededor del Centro Galáctico a una velocidad de 250 kilómetros por segundo, es decir, a 900.000 Km por hora. ¡Alucinante!

Nuestra pequeñez ante el Universo es patente, nos queda mucho por aprender y saber de él, y, por otra parte, nuestra grnadeza no deja lugar a ninguna duda, el simple hecho de tener consciencia de que el Universo existe, nos hace importantes, y, además, formamos parte de él.

Ahora se está empleando el radiotelescopio gigante GBT para escudriñar una rica nube molecular de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Esperan descubrir moléculas complejas nunca antes detectadas en el espacio interestelar, que puedan ser precursoras de la vida.

Nebulosa Trífida

Nube molecular iluminada por las estrellas de gran masa cercanas. Las estrellas jóvenes con alta temperatura superficial son fuentes intensas de radiación UV. El hidrógeno sometido a este campo de radiación es ionizado por fotones con energías superiores a 13,6 eV (1eV = 1,60199 10-12 erg/molécula). El gas ionizado presenta emisión intensa en el óptico formando nebulosas.

http://astroelche.blogdiario.com/img/moleculas.jpg

Nubes como esa de arriba (que forma la imagen de un caracol sacando los cuernos al Sol) contienen la materia primigenia para la formación de nuevas estrellas y planetas. Los científicos saben que, mediante complejos procesos químicos, se forman moléculas prebióticas en tales nubes, mucho antes de que las estrellas y los planetas se formen. Por eso, es factible que algunas de estas moléculas interestelares acaben alcanzando la superficie de planetas jóvenes, antes de que en éstos se desarrollen de manera autóctona moléculas de esa clase. Esta adquisición prematura de riqueza química gracias a materiales caídos del espacio, pudo haberse dado en la Tierra primitiva. Tal adquisición haría que en el planeta afortunado fuese más propicio o por lo menos más temprano el desarrollo de la química de la vida. Por primera vez, los científicos cuentan con la posibilidad de realizar una exhaustiva y metódica búsqueda de sustancias químicas en las nubes interestelares.

Hallan planeta habitable a 600 años luz
No quiero despedir esta entrada sin dejar una reseña del último planeta descubierto por la sonda Kepler y que, según parece, está situado a 600 a.l. de la Tierra y en zona habitable. De acuerdo al Centro de Investigación Ames, el “Kepler-22b”, un planeta más grande que la tierra, estaría en la “zona habitable”; es decir, donde las temperaturas permiten la vida (seres humanos y animales).
Cada día estamos más cerca de encontrar “Otras Tierras”. Sabiendo lo que ya sabemos del Universo, no tenemos la menor duda de que, están ahí fuera y, la dificultad de hallarlas radica en que, al ser planetas rocsos y más pequeños que los gigantes gaseosos, se resisten más a ser localizados a grandes distancias y, necesitamos mejorar las técnicas de búsqueda para que lleguen los resultados esperados.

emilio silvera

 

  1. 1
    Fandila
    el 7 de marzo del 2012 a las 7:12

    Estimados contertulios:
    La aparente escasez de  materia oscura en las observaciones, puede significar que sólo detectamos las grandes zonas de mucha densidad oscura pero no la generalidad menos densa o más difusa, aunque muy cuantiosa.
    Por otro lado, el que la materia oscura se arracime de manera no uniforme, aparte de que sea su propia interacción lo que lo procura, puede darnos una idea de las fluctuaciones de la gravedad que genera. La materia oscura seguramente está siempre presente allá donde la materia normal exista, no tanto en los grandes vacíos. Paradójicamente la gravedad normal habría de ser menos intensa allí donde la materia normal se situe, donde existan altas densidades de materia oscura.
    A distancias cósmicas han de existir unas fluctuaciones notables de la fuerza gravitatoria. Pero no me lo tomeis demasiado en serio.
    Saludos

    Responder
    • 1.1
      emilio silvera
      el 7 de marzo del 2012 a las 10:01

      Estimado amigo Fandila:
      Está claro que, alguna “cosa” estaba presente cuando se formaron las galaxias que hizo posible que, a pesar de la expansión de Hubble, la materia bariónica no saliera expelida hacia los confines del universo que se creaba, aquel “algo” retuvo la materia e hizo posible que se formaron objetos por todos conocidos. Hasta aquí, nada podemos objetar.
      Por otra parte, en lo que a la Gravedad se refiere, ésta, cuando ha sido medida en relación a cuerpos que, como planetas, estrellas o galaxias tienen una masa determinada, se comporta conforme a esa masa y en función de la fórmula ya conocida que, de ninguna manera, detecta la existencia de ninguna m,ateria oscura.
      Otra cuestión será el por qué, las galaxias, se alejan las unas de las otras a más velocidad de lo que tendrían que hacerlo si contara sólo con la Gravedad de la materia bariónica, y, tal paradoja, nos lleva a pensar en que, “otra fuerza de gravedad” puede estar presente y, se ha supuesto que es generada por una especie de “materia oscura” (que podría ser) y que, otros, postulan y achacan a universos paralelos (que podría ser), y, algunos, conjeturan sobre otras fuentes para que, tal discrepancia observada tenga una explicación lógica.
      Es lo cierto que, de momento, nadie puede asegurar nada al respecto y, desde luego, sí es posible que, la dichosa “materia oscura” esté esparcida por todo el universo de manera asimétrica y pegada o mezclada con los grnades cuerpos galácticos.
      Tú aseguras que la materia oscura está siempre presente allá donde la materia normal exista y, ?quien lo puede negar? Sin embargo, habría que3 saber algo más de esa hipotética materia para que, todos podamos hablar de ella con algo más de propiedad. Posiblemente, la cuestión pueda ser aclarada a no tardar mucho, ya que, las pruebas del LHC con 8 TeV, quizá puedan traernos una buena pista de su existencia. ¿Quién sabe?
      Un abrazo amigo.
       
       

      Responder
  2. 2
    Fandila
    el 7 de marzo del 2012 a las 15:22

    Un intento de explicación, Emilio:
    Pero la materia oscura que podemos detectar no es más que la punta del iceberg de algo más inmenso y que convencionalmente empieza (O termina) en lo que se ha dado en llamar energía oscura. Verdaderamente la materia oscura o más cercana a la m. normal se ha de componer al fin y al cabo, con todos sus saltos o variaciones,  de esa energía oscura (Por referirnos a lo más pequeño). Serán las distintas gradaciones  corresponsables de la gravedad a su medida, según creemos, acumulada en progresión a la materia más compleja. Decir que la gravedad (Si es debida a la presión oscura) en zonas de alta densidad de materia oscura, más acorde con la macromasa(Materia normal) es como suponer un impedimento mayor para la presión oscura universal pues su “conglomerado” actuaría de pantalla. Otra cosa será que las grandes aglomeraciones oscuras sean objeto de la presión ejercida por la energía oscura y sirvan de aglomerante de la materia normal. Siempre he pensado que ha haber variaciones gravitacionales por ese motivo independientemente de que dicho efecto pueda solaparse o que sea mínimo.
     

    Responder
    • 2.1
      emilio silvera
      el 7 de marzo del 2012 a las 16:50

      Tu ecplicación, amigo mío, resulta perfecta sobre el papel (también la teoría de cuerdas) y, sin embargo, necesitamos que, lo que dices, sea verificado. Simplemente señalo una necesidad que de fe de certeza a todas esas afirtmaciones que circulan sobre la materia oscura. Por lo demás, claro que son explicaciones muy lógicas y racionales que, simplemente, necesitan la verificación de la certeza.
      Muchas batallas quedan pendientes todavía antes de que, de una vez por todas, podamos afrimar o negar, que futuro le espera a la “materia oscura”. También pudiera ser alguna otra “cosa” la causante de los fenómenos que observamos.
      Un abrazo.

      Responder
  3. 3
    Fandila
    el 7 de marzo del 2012 a las 21:13

    Difícil ha de ser la verificación cuando las tecnologías de que disponemos adolecen del mismo problema que pretenden resolver. Los propios instrumentos participan en su composición fisica propia de las mismas materias (infras, oscuras, más íntimas, o como quiera que se le llame) con la dificultad de medir lo que se quiere con precisión cuando ese algo ya va inmerso en la propia medida. Sería como detectar sin más luz con luz o humedad con humedad.
    Los instrumentos habrán de ser lo suficientemente sutiles para desligar previamente en su propia composición esas materias oscuras, y manejarlas, o disponer de unos detectores capaces de distinguir entre las cantidades de cada tipo de componentes que se obtendrían de una muestra. Para ello serán precisos muchos estudios previos que “elucubren” sobre las caracteristicas de onda de aquellos elementos (Oscuros) que se desea detectar y hacerlos patentes mediante interacciones de onda con otros elementos de ondas conocidas. Teorificar y experimentar una y otra vez, en estudios que comprendan los posibles cuantificados o cuantos aplicables a esas honduras para hablar de cantidades mínimas o sus asociaciones. Se quiera o no, el resultado final vendrá a ser como una loteria, de la que no se estará seguro al cien por cien si el premio ha sido verdadero o falso. Pero nunca se diga la palabra imposible, que la tecnología adelanta a pasos de gigante. Pese a que los descubrimientos en este sentido provienen de la cosmología, la solución práctica para la verificación ha de proceder de lo íntimo de la materia y sin grandes derroches de energía que lo hiciesen prohibitivo.
    Saludos

    Responder
    • 3.1
      emilio silvera
      el 8 de marzo del 2012 a las 7:06

      En líneas generales, amigo Fandila, así resulta ser. Es difícil desligar del medio lo que al medio pertenece, y, de ahí la dificultad con la que no pocas veces nos encontramos al querer “saber” sobre cuestiones que intuímos de su presencia y que, al estar inmersas en ese todo, nos resulta difícil de deslindar del conjunto. En este punto recuerdo las palabras de Planck cuando decía: “La dificultad de entender el universo es, que nosotros formamos parte de él”. Es decir, el quería dar a entender que somos parte del misterio que queremos descubrir y, de la misma manera, nos ocurre a nosotros al querer desvelar los secretos de “lo íntimo de la materia” que se encuentra en ese lugar inaccesible (de momento) para nosotros.
      Ccon todo eso nos pasa como cuando en el tiempo pasado, los físicos se preguntaban ¿por qué es “curva” la geometría del espaciotiempo? Y, sin embargo, a Einstein le permitió utilizar la geometría espaciotemporal curva para describir la gravedad. La propia frase “espaciotiempo curvo” tiene una imagineria tan mística que demasiado a menudo se rechaza como incomprensible. Al menos en un sentido, sin embargo, el argumento de que la gravedad curva el espaciotiempo no sólo es comprensible, sino que es obligado.
      Lo que sí hay que tendremos que abandonar es cualquier esperanza de viasualizar el espacio curvo con la misma claridad con la que se visualizan superficies espaciales bidimensionales curvas. No hay que pensar que los teóricos del espaciotiempo constituyen una casta especial de personas que pueden realmente representar un espaciotiempo tetradimensional curvo. Nuestra incapacidad para representar el espaciotiempo curvo nos reduce, pero no anula, nuestra capacidad para entenderlo, aún tenemos matemáticas y también tenemos la palabra.
      De la misma manera, estamos anclados en esa tarea de “separar” y “estudiar” esa “materia oscura” que puede ser una de las fases (seguramente primigenia) de la materia ordinaria y que, aún “viendo” los estragos que produce en el espaciotiempo curvo que ella misma ayuda a crear, no podemos, sin embargo, saber exactamente lo que es, cómo es, y de qué está conformada, o, de qué manera actúa exactamente.
      Tampoco sabemos de forma detallada en que la materia curva la geomet´ria espaciotemporal, sabemos algunas características que debe tener la conexión materia-curvatura. Una distribución de materia variable debe producir una curvatura variable. Así, estamos inmersos en cuestiones que, de alguna manera están estrechamente relacionadas. Algunas las podemos entender más o menos bien aunque se nos escapen algunos detalles y, otras, en cambio, están ahí y, sin embargo, nosotros no hemos podido agarrarnos a ni un sólo detalle de su conformación, estructura o realidad que nos permita tirar de esa punta de la madeja para poder ir desenredando la maraña de ideas que se nos agolpan en la cabeza y que no, siempre, nos lleva hasta la puerta adecuada que debemos abrir.
      Pero, amigo Dandila, ¿de qué nos sorprendemos? siempre ha sido así: Tuvieron que llegar Kelvin, Maxwell, Lorentz, Planck, Einstein, Bhor, Heisenberg, Schrödinger, Feynman, Wheeler, Gell-Mann…y otros muchos para que, poco a poco y con la contribución de muchos, pudiéramos ir comprendiendo esas regiones de la Naturaleza que, siendo complejas y además desconocidas, se resistencian a preswentarse en sociedad, no sabemos si por pudor o timidez, o, por el simple hecho de que, el Universo, no deja que descubramos sus secretos hasta que no considera llegado el momento adecuado, es decir, cuando estamos preparados para poder asimilarlo.
      Un saludo cordial.

      Responder

Deja un comentario



Comentario:

XHTML

Subscribe without commenting