{"id":21275,"date":"2018-06-18T08:35:27","date_gmt":"2018-06-18T07:35:27","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=21275"},"modified":"2018-06-18T08:35:27","modified_gmt":"2018-06-18T07:35:27","slug":"%c2%bfla-masa-perdida-o-que-no-entendemos-nada-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2018\/06\/18\/%c2%bfla-masa-perdida-o-que-no-entendemos-nada-2\/","title":{"rendered":"\u00bfLa masa perdida, o, que no entendemos nada?"},"content":{"rendered":"
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\u00a0\u00ab NGC 7129 y otras maravillas<\/a><\/h2>\n<\/div>\n
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Un apunte sobre la \u201cmateria oscura<\/a>\u201d<\/a> \u00bb<\/div>\n<\/div>\n

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\u00a0\"Resultado<\/p>\n

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\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Recreaci\u00f3n art\u00edstica del WHIM en la Pared del Escultor. Fuente: NASA.<\/p>\n

La idea de la masa perdida se introdujo porque la densidad observada de la materia en el universo est\u00e1 cerca del valor cr\u00edtico (10-29<\/sup> g\/cm3<\/sup>). Sin embargo, hasta comienzo de los ochenta, no hubo una raz\u00f3n te\u00f3rica firme para suponer que el universo ten\u00eda efectivamente la masa cr\u00edtica. En 1981, Alan Guth, public\u00f3 la primera versi\u00f3n de una teor\u00eda que desde entonces se ha conocido como \u201cuniverso inflacionista\u201d. desde entonces la teor\u00eda ha sufrido cierto n\u00famero de modificaciones t\u00e9cnicas, pero los puntos centrales no han cambiado. Lo cierto es que la idea del universo inflacionista, estableci\u00f3 por primera vez una fuerte presunci\u00f3n de que la masa del universo ten\u00eda realmente el valor cr\u00edtico.<\/p>\n

\"File:End<\/p>\n

Diagrama de las tres posibles geometr\u00edas del universo: cerrado, abierto y plano, correspondiendo a valores del par\u00e1metro de densidad \u03a90<\/sub><\/strong> mayores que, menores que o iguales a 1 respectivamente. En el universo cerrado si se viaja en l\u00ednea recta se llega al mismo punto, en los otros dos no. ( \u03a9 es lo que los cosm\u00f3logos llaman el Omega Negro, es decir, la cantidad de materia que hay en el Universo).<\/p>\n

La predicci\u00f3n de Guht viene de las teor\u00edas que describen la congelaci\u00f3n de la fuerza fuerte en el segundo 10-35<\/sup> del Big Bang<\/a><\/a>. Entre los muchos otros procesos en marcha en ese tiempo estaba una r\u00e1pida expansi\u00f3n del universo, un proceso que vino a ser conocido como inflaci\u00f3n. Es la presencia de la inflaci\u00f3n la que nos lleva a la predicci\u00f3n de que el universo tiene que ser plano.<\/p>\n

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El proceso mediante el cual la fuerza nuclear fuerte<\/a><\/a> se congela es un ejemplo de un cambio de fase, similar en muchos aspectos a la congelaci\u00f3n del agua. Cuando el agua se convierte en hielo, se expande; una botella de leche explotar\u00e1 si se deja en el exterior una noche fr\u00eda del crudo invierno. No deber\u00eda ser demasiado sorprendente que el universo se expanda del mismo modo al cambiar de fase.<\/div>\n
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Lo que s\u00ed sorprende es la enorme magnitud de la expansi\u00f3n. El tama\u00f1o del universo aument\u00f3 en un factor no menor de 1050<\/sup>. Este n\u00famero es tan inmenso que virtualmente no tiene significado para la mayor\u00eda de la gente. Y es l\u00f3gico que as\u00ed sea, ya que, si su altura aumentase de repetente en un factor tan grande como \u00e9se, se extender\u00eda de un extremo del universo al otro y les faltar\u00eda sitio. Incluso un solo prot\u00f3n<\/a><\/a> de un solo \u00e1tomo de su cuerpo, si sus dimensiones aumentaran en 1050<\/sup>, ser\u00eda mayor que el universo.<\/div>\n
En 10-35<\/sup> segundos, el universo pas\u00f3 de algo con un radio de curvatura mucho menor que la part\u00edcula elemental m\u00e1s peque\u00f1a a algo con el tama\u00f1o de una buena naranja. No es extra\u00f1o que el nombre inflaci\u00f3n est\u00e9 ligado a este proceso en un cambio de fase tan descomunalmente inusual.<\/div>\n
\"File:Universes-es.svg\"<\/div>\n
Todas estas ideas han dado lugar a que los cient\u00edficos se planteen el problema de la clase de universo en el que vivimos, y, se ha llegado a la conclusi\u00f3n de que ser\u00e1 el que determine la cantidad de materia que contenga, es decir, conforme lo determine \u03a9, signo que significa toda la masa que contiene el universo y que ser\u00e1 la que determine su geometr\u00eda final y tambi\u00e9n, qu\u00e9 clase de final le espera en funci\u00f3n de ese par\u00e1metro que llamamos Densidad Cr\u00edtica del Universo y que seg\u00fan las medidas m\u00e1s afinadas est\u00e1 en 10-29<\/sup> g\/cm3<\/sup>.<\/div>\n
Claro que cuando uno lee estas cosas y le dicen que el universo sufr\u00edo una expansi\u00f3n de tal magnitud, no se puede sustraer a la pregunta: \u00bfNo violar\u00eda un crecimiento tan r\u00e1pido las reglas de Einstein<\/a><\/a> contra viajar m\u00e1s r\u00e1pido que la luz? Si un cuerpo material viaj\u00f3 de un extremo de una naranja al otro en 10-35<\/sup> segundos, su velocidad excedi\u00f3 la de la luz en una cantidad muy considerable.<\/div>\n
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Claro que la respuesta a tal objeci\u00f3n la podemos encontrar, de manera simple y sencilla, en un globo que tiene dibujadas algunas galaxias. A medida que le a\u00f1adimos aire y el globo se hincha (se expande), podemos apreciar c\u00f3mo 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 sensaci\u00f3n de que son \u00e9stas las que corren, cuando, en realidad, es el espacio el que se est\u00e1 expandiendo. Ning\u00fan 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 s\u00f3lo se aplica al movimiento dentro del espacio, no al movimiento del espacio mismo. As\u00ed que, nunca se ha violado la regla impuesta por la relatividad<\/a><\/a> especial y la velocidad de la luz es una constante del universo inviolable.<\/div>\n
\"Resultado<\/div>\n
La consecuencia de la r\u00e1pida expansi\u00f3n se puede describir mejor con referencia a la visi\u00f3n einsteniana de la gravitaci\u00f3n. Antes de que el universo tiuviera 10-35<\/sup> segundos de edad, es de suponer que habia alg\u00fan tipo de distribuci\u00f3n de la materia (su forma precisa no importa). A causa de esta materia, el espacio-tiempo tendr\u00e1 alguna forma caracter\u00edostica. Podr\u00edamos suponer que estaba algo arrugado o banboleado, es decir, no era uniforme y en presencia de materia se curvaba en funci\u00f3n de la masa all\u00ed presente. Pero lleg\u00f3 la inflaci\u00f3n y comenz\u00f3 una especie de estiramiento del espacio-tiempo que dej\u00f3 al universo como lo podemos ver hoy, es decir, seg\u00fan la materia que parece que contiene, es casi perfectamente plano por lo general.<\/div>\n
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Se ha tratado de medir la Densidad Cr\u00edtica del Universo par apoder saber en qu\u00e9 calse de universo estamos y, parece que es plano<\/p>\n

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Universo cerrado<\/strong><\/p>\n

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\"Resultado<\/p>\n

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Si \u03a9<\/strong>>1, entonces la geometr\u00eda del espacio ser\u00eda cerrada como la superficie de una esfera. La suma de los \u00e1ngulos de un tri\u00e1ngulo exceden 180 grados y no habr\u00eda l\u00edneas paralelas. Al final, todas las l\u00edneas se encontrar\u00edan. La geometr\u00eda del universo es, al menos en una escala muy grande, el\u00edptico.<\/p>\n

En un universo cerrado carente del efecto repulsivo de la energ\u00eda oscura, la gravedad acabar\u00e1 por detener la expansi\u00f3n del universo, despu\u00e9s de lo que empezar\u00e1 a contraerse hasta que toda la materia en el universo se colapse en un punto. Entonces existir\u00e1 una singularidad<\/a><\/a> final llamada el Big Crunch<\/a><\/a>, por analog\u00eda con el Big Bang<\/a><\/a>. Sin embargo, si el universo tiene una gran suma de energ\u00eda oscura (como sugieren los hallazgos recientes), entonces la expansi\u00f3n ser\u00e1 grande.<\/p>\n

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Universo Plano<\/h3>\n

Si la densidad media del universo es exactamente igual a la densidad cr\u00edtica<\/a><\/a> tal que \u03a9<\/strong>=1, entonces la geometr\u00eda del universo es plana: como en la geometr\u00eda ecuclidiana,\u00a0 la suma de los \u00e1ngulos de un tri\u00e1ngulo es 180 grados y las l\u00edneas paralelas nunca se encuentran.<\/p>\n

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\"Imagen<\/p>\n

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Si \u03a9<\/strong><1, la geometr\u00eda del espacio es abierta, p.ej., negativamente curvada como la superficie de una silla de montar. Los \u00e1ngulos de un tri\u00e1ngulo suman menos de 180 grados (llamada primera fase) y las l\u00edneas paralelas no se encuentran nunca equidistantes, tienen un punto de menor distancia y otro de mayor. La geometr\u00eda del universo ser\u00eda hiperb\u00f3lica.<\/p>\n

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\"Imagen<\/p>\n

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Incluso sin energ\u00eda oscura, un universo negativamente curvado se expandir\u00e1 para siempre, con la gravedad apenas ralentizando la tasa de expansi\u00f3n. Con energ\u00eda oscura, la expansi\u00f3n no s\u00f3lo contin\u00faa sino que se acelera. El destino final de un universo abierto es, o la muerte t\u00e9rmica\u201d o \u201cBig Freeze\u201d o \u201cBig Rip\u201d,\u00a0 d\u00f3nde la aceleraci\u00f3n causada por la energ\u00eda oscura terminar\u00e1 siendo tan fuerte que aplastar\u00e1 completamente los efectos de las fuerzas gravitacionales, electromagn\u00e9ticas y los enlaces d\u00e9biles. <\/em><\/p>\n

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\"Resultado<\/p>\n

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Sin energ\u00eda oscura, un universo plano se expande para siempre pero a una tasa continuamente desacelerada: la tasa de expansi\u00f3n se aproxima asint\u00f3ticamentre a cero. Con energ\u00eda oscura, la tasa de expansi\u00f3n 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 \u201cBig Freeze\u201d o el \u201cBig Rip\u201d. En 2005, se propuso la teor\u00eda del destino del universo Fermi\u00f3n-Bos\u00f3n,\u00a0 proponiendo que gran parte del universo estar\u00eda finalmente ocupada por condensado de Bose-Einstein<\/a><\/a>\u00a0 y la quasipart\u00edcula an\u00e1loga al fermi\u00f3n<\/a><\/a>,\u00a0 tal vez resultando una implosi\u00f3n. Muchos datos astrof\u00edsicos hasta la fecha son consistentes con un universo plano.<\/p>\n

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\"http:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/9\/94\/Big_rip.gif\"<\/p>\n

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\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Simulaci\u00f3n del Big Rip<\/div>\n
En un Universo abierto, la relatividad<\/a><\/a> general predice que el Universo tendr\u00e1 una existencia indefinida, pero con un estado donde la vida que se conoce no puede existir. Bajo este escenario, la energ\u00eda oscura causa que las tasa de expansi\u00f3n del universo se acelere.\u00a0 Llev\u00e1ndolo al extremo, una aceleraci\u00f3n de la expansi\u00f3n eterna significa que toda la materia del Universo, empezando por las galaxias y eventualmente todas las formas de vida, no importa cu\u00e1n peque\u00f1as sean, se disgregar\u00e1n en part\u00edculas elementales\u00a0 desligadas. El estado final del Universo es una singularidad<\/a><\/a>, ya que la tasa de expansi\u00f3n es infinita.<\/div>\n
\"Resultado<\/div>\n
El Big Crunch<\/a><\/a>. El eje vertical se puede considerar como tiempo positivo o negativo<\/div>\n
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La teor\u00eda del Big Crunch<\/a><\/a> es un punto de vista sim\u00e9trico del destino final del Universo. Justo con el Big Bang<\/a><\/a> empez\u00f3 una expansi\u00f3n cosmol\u00f3gica, esta teor\u00eda postula que la densidad media del Universo es suficiente para parar su expansi\u00f3n y empezar la contracci\u00f3n. De ser as\u00ed, se ver\u00eda c\u00f3mo las estrellas tienden a ultravioleta, por efecto Doppler.\u00a0 El resultado final es desconocido; una simple extrapolaci\u00f3n ser\u00eda que toda la materia y el espacio-tiempo en el Universo se colapsar\u00eda en una singularidad<\/a><\/a> espaciotemporal adimensional, pero a estas escalas se desconocen los efectos cu\u00e1nticos necesarios para ser considerados -se aconseja mirar en Gravedad-Cu\u00e1ntica-..<\/p>\n

Este escenario permite que el Big Bang<\/a><\/a> est\u00e9 precedido inmediatamente por el Big Crunch<\/a><\/a> de un Universo precedente. Si esto ocurre repetidamente, se tiene un universo oscilante. El Universo podr\u00eda consistir en una secuencia infinita de Universos finitos, cada Universo finito terminando con un Big Crunch<\/a><\/a> que es tambi\u00e9n el Big Bang<\/a><\/a> del siguiente Universo. Te\u00f3ricamente, el Universo oscilante no podr\u00eda reconciliarse con la segunda ley de la termodin\u00e1mica:<\/p>\n

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\"Resultado<\/p>\n

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la entrop\u00eda<\/a><\/a> aumentar\u00eda de oscilaci\u00f3n en oscilaci\u00f3n y causar\u00eda la muerte caliente. Otras medidas sugieren que el Universo no es cerrado. Estos argumentos indujeron a los cosm\u00f3logos a abandonar el modelo del Universo oscilante. Una idea similar es adoptada por el modelo c\u00edclico, pero esta idea evade la muerte caliente porque de una expansi\u00f3n de branas se diluye la entrop\u00eda<\/a><\/a> acumulada en el ciclo anterior.<\/p>\n

Como pod\u00e9is comprobar por todo lo anteriormente le\u00eddo, siempre estamos tratando de saber en qu\u00e9 universo estamos y pretendemos explicar lo que pudo pasar desde aquel primer momento que no hemos podido comprender de manera exacta y cient\u00edficamente 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 podr\u00eda ser. Sin embargo, lo que pas\u00f3 en las primeras fracciones del priumer segundo, cuando naci\u00f3 el Tiempo…. \u00a1No lo sabemos!<\/p>\n

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Cuando pasen algunos miles de millones de a\u00f1os m\u00e1s, no sabemos que ser\u00e1 del Universo ni que rumbo habr\u00e1n tomado las cosas, toda vez que, el Universo es din\u00e1mico y cambiante. Si todo sigue como ahora lo podemos contemplar, lo que parece es que vamos, sin remisi\u00f3n, hacia una muerte t\u00e9rmica del Universo en el que el espacio continuar\u00e1 expandi\u00e9ndose y las galaxias se alejanran las unas de las otras hasta que, la entrop\u00eda<\/a><\/a> deje sin energ\u00eda a todo el universo que, como sistema cerrado, se ver\u00e1 abocado a quedar est\u00e1tico, en el fr\u00edo m\u00e1s profundo de los -273 \u00baC. All\u00ed, entonces, nada se mover\u00e1, ni los \u00e1tomos tendr\u00e1n la posiblidad de que sus componentes se muevan.<\/div>\n
Claro que, nada de todo lo anterior\u2026 \u00a1lo podemos asegurar!<\/div>\n
Por eso hablamos de masa perdida, materia oscura<\/a>…. Y otras intuiciones imaginarias de la mente, que aplica los conocimientos que va adquiriendo a loo que podr\u00eda ser, y, as\u00ed queda hasta que… \u00a1Se pueda corroborar con certeza la autenticidad de lo imaginado!<\/div>\n
emilio silvera<\/div>\n<\/div>\n
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