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¿La masa perdida? ¿O no entendemos nada?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en General    ~    Comentarios Comments (1)

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La materia perdida del Universo estaría a 400 millones de años luz de la  TierraIX Bienal de Fotografía by Centro de la Imagen - Issuu

                                  ?Dónde estará la materia perdida?

La foto del Hubble de las puertas del Cielo: ni Cielo, ni Hubble, ni foto

                                                                                 Las puertas del cielo

Imagen retocada digitalmente de la nebulosa Omega o del Cisne. Creación de Adam Ferriss sobre imagen de ESO/INAF-VST/OmegaCAM. Acknowledgement: OmegaCen/Astro-WISE/Kapteyn Institute.

La idea de la masa perdida se introdujo porque la densidad observada de la materia en el universo está cerca del valor crítico (10-29 g/cm3). Sin embargo, hasta comienzo de los ochenta, no hubo una razón teórica firme para suponer que el universo tenía efectivamente la masa crítica. En 1981, Alan Guth, publicó la primera versión de una teoría que desde entonces se ha conocido como “universo inflacionista”. desde entonces la teoría ha sufrido cierto número de modificaciones técnicas, pero los puntos centrales no han cambiado. Lo cierto es que la idea del universo inflacionista, estableció por primera vez una fuerte presunción de que la masa del universo tenía realmente el valor crítico.

Astronomía en tu bolsillo - ¿El universo es cerrado, abierto o es plano?  escoge uno y explica por qué crees que es así. Cabe mencionar que el  universo cerrado es un modeloAbierto o cerrado? | El Blog de NoSoloMates

Diagrama de las tres posibles geometrías del universo: cerrado, abierto y plano, correspondiendo a valores del parámetro de densidad Ω0 mayores que, menores que o iguales a 1 respectivamente. En el universo cerrado si se viaja en línea recta se llega al mismo punto, en los otros dos no. ( Ω es lo que los cosmólogos llaman el Omega Negro, es decir, la cantidad de materia que hay en el Universo).

El universo algún día desaparcerá? - Quora

La predicción de Guht viene de las teorías que describen la congelación de la fuerza fuerte en el segundo 10-35 del Big Bang. Entre los muchos otros procesos en marcha en ese tiempo estaba una rápida expansión del universo, un proceso que vino a ser conocido como inflación. Es la presencia de la inflación la que nos lleva a la predicción de que el universo tiene que ser plano.

El proceso mediante el cual la fuerza nuclear fuerte se congela es un ejemplo de un cambio de fase, similar en muchos aspectos a la congelación del agua. Cuando el agua se convierte en hielo, se expande; una botella de leche explotará si se deja en el exterior una noche fría del crudo invierno. No debería ser demasiado sorprendente que el universo se expanda del mismo modo al cambiar de fase.
Lo que sí sorprende es la enorme magnitud de la expansión. El tamaño del universo aumentó en un factor no menor de 1050. Este número es tan inmenso que virtualmente no tiene significado para la mayoría de la gente. Y es lógico que así sea, ya que, si su altura aumentase de repente en un factor tan grande como ése, se extendería de un extremo del universo al otro y les faltaría sitio. Incluso un solo protón de un solo átomo de su cuerpo, si sus dimensiones aumentaran en 1050, sería mayor que el universo.
En 10-35 segundos, el universo pasó de algo con un radio de curvatura mucho menor que la partícula elemental más pequeña a algo con el tamaño de una buena naranja. No es extraño que el nombre inflación esté ligado a este proceso en un cambio de fase tan descomunalmente inusual.
Origen y evolución del UniversoEs el Universo Infinito?, y otras preguntas extrañas Jorge I. Zuluaga  Pregrado de Astronomía Instituto de Física – FCEN – U. de A. - ppt descargar
Todas estas ideas han dado lugar a que los científicos se planteen el problema de la clase de universo en el que vivimos, y, se ha llegado a la conclusión de que será el que determine la cantidad de materia que contenga, es decir, conforme lo determine Ω, signo que significa toda la masa que contiene el universo y que será la que determine su geometría final y también, qué clase de final le espera en función de ese parámetro que llamamos Densidad Crítica del Universo y que según las medidas más afinadas está en 10-29 g/cm3.
Planetario Galileo Galilei
            Ahora no en todas las regiones existe la misma materia
Claro que cuando uno lee estas cosas y le dicen que el universo sufrió una expansión de tal magnitud, no se puede sustraer a la pregunta: ¿No violaría un crecimiento tan rápido las reglas de Einstein contra viajar más rápido que la luz? Si un cuerpo material viajó de un extremo de una naranja al otro en 10-35 segundos, su velocidad excedió la de la luz en una cantidad muy considerable.
宇宙大爆炸后的第一秒内,到底发生了什么?_物质
Claro que la respuesta a tal objeción la podemos encontrar, de manera simple y sencilla, en un globo que tiene dibujadas algunas galaxias. A medida que le añadimos aire y el globo se hincha (se expande), podemos apreciar cómo las galaxias se van separando las unas de las otras. Sin embargo, no son las galaxias las que viajan velozmente a medida que el aire entra en el globo, sino que es, el espacio mismo dentro del globlo el que se infla haciendo que las galaxias se muevan y dando la sensación de que son éstas las que corren, cuando, en realidad, es el espacio el que se está expandiendo. Ningún cuerpo material, ninguna de las galaxias se mueve a altas velocidades en el espacio. Las reglas contra el viaje a velocidad mayor que la luz sólo se aplica al movimiento dentro del espacio, no al movimiento del espacio mismo. Así que, nunca se ha violado la regla impuesta por la relatividad especial y la velocidad de la luz es una constante del universo inviolable.
La consecuencia de la rápida expansión se puede describir mejor con referencia a la visión einsteniana de la gravitación. Antes de que el universo tuviera 10-35 segundos de edad, es de suponer que había algún tipo de distribución de la materia (su forma precisa no importa). A causa de esta materia, el espacio-tiempo tendrá alguna forma característica. Podríamos suponer que estaba algo arrugado, es decir, no era uniforme y en presencia de materia se curvaba en función de la masa allí presente. Pero llegó la inflación y comenzó una especie de estiramiento del espacio-tiempo que dejó al universo como lo podemos ver hoy, es decir, según la materia que parece que contiene, es casi perfectamente plano por lo general.

 

Se ha tratado de medir la Densidad Crítica del Universo para poder saber en qué clase de universo estamos y, parece que es plano

Universo cerrado

 

Lo desconocido del universo: El universo

 

Si Ω>1, entonces la geometría del espacio sería cerrada como la superficie de una esfera. La suma de los ángulos de un triángulo exceden 180 grados y no habría líneas paralelas. Al final, todas las líneas se encontrarían. La geometría del universo es, al menos en una escala muy grande, elíptico.

En un universo cerrado carente del efecto repulsivo de la energía oscura, la gravedad acabará por detener la expansión del universo, después de lo que empezará a contraerse hasta que toda la materia en el universo se colapse en un punto. Entonces existirá una singularidad final llamada el Big Crunch, por analogía con el Big Bang. Sin embargo, si el universo tiene una gran suma de energía oscura (como sugieren los hallazgos recientes), entonces la expansión será grande.

 

                                 Universo abierto

 

Universo Finito e Ilimitado | Agrupación Astronómica Jerezana Magallanes

 

Si Ω<1, la geometría del espacio es abierta, p.ej., negativamente curvada como la superficie de una silla de montar. Los ángulos de un triángulo suman menos de 180 grados (llamada primera fase) y las líneas paralelas no se encuentran nunca equidistantes, tienen un punto de menor distancia y otro de mayor. La geometría del universo sería hiperbólica.

Incluso sin energía oscura, un universo negativamente curvado se expandirá para siempre, con la gravedad apenas ralentizando la tasa de expansión. Con energía oscura, la expansión no sólo continúa sino que se acelera. El destino final de un universo abierto es, o la muerte térmica” o “Big Freeze” o “Big Rip”,  dónde la aceleración causada por la energía oscura terminará siendo tan fuerte que aplastará completamente los efectos de las fuerzas gravitacionales, electromagnéticas y los enlaces débiles.

 

                           Universo plano

 

Si la densidad media del universo es exactamente igual a la densidad crítica tal que Ω=1, entonces la geometría del universo es plana: como en la geometría ecuclidiana,  la suma de los ángulos de un triángulo es 180 grados y las líneas paralelas nunca se encuentran.

Sin energía oscura, un universo plano se expande para siempre pero a una tasa continuamente desacelerada: la tasa de expansión se aproxima a cero. Con energía oscura, la tasa de expansión del universo es inicialmente baja, debido al efecto de la gravedad, pero finalmente se incrementa. El destino final del universo es el mismo que en un universo abierto, la muerte caliente del universo, el “Big Freeze” o el “Big Rip”. En 2005, se propuso la teoría del destino del universo Fermión-Bosón,  proponiendo que gran parte del universo estaría finalmente ocupada por condensado de Bose-Einstein  y la cuasipartícula análoga al fermión,  tal vez resultando una implosión. Muchos datos astrofísicos hasta la fecha son consistentes con un universo plano.

 

 

Velocidad GIF | Gfycat

     Con seguridad no podemos hablar del final del Universo, solo conjeturar
En un Universo abierto, la relatividad general predice que el Universo tendrá una existencia indefinida, pero con un estado donde la vida que se conoce no puede existir. Bajo este escenario, la energía oscura causa que las tasa de expansión del universo se acelere.  Llevándolo al extremo, una aceleración de la expansión eterna significa que toda la materia del Universo, empezando por las galaxias y eventualmente todas las formas de vida, no importa cuán pequeñas sean, se disgregarán en partículas elementales  desligadas. El estado final del Universo es una singularidad, ya que la tasa de expansión es infinita.
           El Big Crunch. El eje vertical se puede considerar como tiempo positivo o negativo

 

Big Crunch - LA EVOLUCION DEL UNIVERSOTeorías sobre el fin del Universo PC097 Desde que Hubble descubrió que el  universo no estaba estático, como siempre se había pensado, sino que se  expande y cada vez con más velocidad, también apoyado en la teoría de  Einstein de que en el universo ...

 

 

La teoría del Big Crunch es un punto de vista simétrico del destino final del Universo. Justo con el Big Bang empezó una expansión cosmológica, esta teoría postula que la densidad media del Universo es suficiente para parar su expansión y empezar la contracción. De ser así, se vería cómo las estrellas tienden a ultravioleta, por efecto Doppler.  El resultado final es desconocido; una simple extrapolación sería que toda la materia y el espacio-tiempo en el Universo se colapsaría en una singularidad espaciotemporal adimensional, pero a estas escalas se desconocen los efectos cuánticos necesarios para ser considerados -se aconseja mirar en Gravedad-Cuántica-..

Este escenario permite que el Big Bang esté precedido inmediatamente por el Big Crunch de un Universo precedente. Si esto ocurre repetidamente, se tiene un universo oscilante. El Universo podría consistir en una secuencia infinita de Universos finitos, cada Universo finito terminando con un Big Crunch que es también el Big Bang del siguiente Universo. Teóricamente, el Universo oscilante no podría reconciliarse con la segunda ley de la termodinámica:

 

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Se cree que la Entropía hará que todo el Universo quede paralizado, nada se moverça

 

la entropía aumentaría de oscilación en oscilación y causaría la muerte caliente. Otras medidas sugieren que el Universo no es cerrado. Estos argumentos indujeron a los cosmólogos a abandonar el modelo del Universo oscilante. Una idea similar es adoptada por el modelo cíclico, pero esta idea evade la muerte caliente porque de una expansión de branas se diluye la entropía acumulada en el ciclo anterior.

Como podéis comprobar por todo lo anteriormente leído, siempre estamos tratando de saber en qué universo estamos y pretendemos explicar lo que pudo pasar desde aquel primer momento que no hemos podido comprender de manera exacta y científicamente autosuficiente para que sea una ley inamovible del nacimiento del universo. Simplemente hemos creado modelos que se acercan de la mejor manera a lo que pudo ser y a lo que podría ser.

 

 2015 octubre 08 : Blog de Emilio Silvera V.

Cuando pasen algunos miles de millones de años más, no sabemos que será del Universo ni que rumbo habrán tomado las cosas, toda vez que, el Universo es dinámico y cambiante. Si todo sigue como ahora lo podemos contemplar, lo que parece es que vamos, sin remisión, hacia una muerte térmica del Universo en el que el espacio continuará expandiéndose y las galaxias se alejanran las unas de las otras hasta que, la entropía deje sin energía a todo el universo que, como sistema cerrado, se verá abocado a quedar estático, en el frío más profundo de los -273,15 ºC. Allí, entonces, nada se moverá, ni los átomos tendrán la posibilidad de que sus componentes se muevan.
Claro que, nada de todo lo anterior… ¡lo podemos asegurar!
emilio silvera
 

  1. 1
    emilio silvera
    el 8 de diciembre del 2021 a las 11:24

    Universo abierto, cerrado o plano en función de la masa que en el está presente. Parece, según las mediciones que en repetidas ocasiones han efectuado los expertos que, el Universo es plano, y, solo se curva en presencia de grandes masas. Sin embargo, al observar el comportamiento de las estrellas y las galaxias (que se mueven a mayor velocidad de la que deberían en razón de la masa observada), parece que podría existir alguna clase de materia (la llaman “materia oscura”) que sería la responsable de ese comportamiento.

    Así que, a ciencia cierta, no sabemos ni en qué clase de Universo estamos o si existe esa materia escondida, invisible que no emite radiación, y, si en realidad existiera, no sabemos ni de qué partículas estaría constituida, ya que, al no emitir radiación se descarta que esté hecha de bariones (hadrones), como protones y neutrones.

    Desde hace mucho Tiempo los Astrónomos y Cosmólogos se encuentran en esta encrucijada y no han podido discernir con qué realidad quedarse, han conjeturado y construido teorías que no han podido ser verificadas. El Universo esconde misterios en lo más profundo de sus entrañas que no han podido desvelar, y, para cuadrar las cuentas, se inventaron la “materia oscura” que, en realidad, es la alfombra bajo la cual esconden su ignorancia que, por otra parte, es totalmente natural si tenemos en cuenta la inmensidad, la diversidad, y, lo inconmensurable de todo lo que en el Universo está presente, y, no pocos de los fenómenos que en él se producen, en realidad son totalmente desconocidos para nosotros.

    Aceptar lo poco que sabemos, y, que una buena parte de ello en el futuro tendrá que ser rectificado a medida que se vayan desvelando nuevos secretos, es la base principal para que podamos avanzar, ya que, darlo todo por sabido sería congelar el viaje hacia el Futuro.

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