El mayor mapa de materia oscura

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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 tecnológicos 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.

No se debe confundir la materia oscura con la energía oscura. De acuerdo con las observaciones actuales (2010) de estructuras mayores que una galaxia, así como la cosmología del Big Bang, la materia oscura constituye del orden del 21% de la masa-energía del Universo observable y la energía oscura el 70%.

Ahora las observaciones hechas en Chile entregan nuevos datos sobre la materia oscura, estos datosson  obtenidos con el VLT instalado en el norte y el telescopio espacial Hubble demuestran que la materia oscura puede afectar los cuerpos que lo rodean a través de fuerzas más allá de la gravedad.

BBC: El mapa fue realizado por los investigadores del proyecto internacional denominado Dark Energy Survey, DES, literalmente Cartografiado de la Energía Oscura. La teoría actual sostiene que el tipo de materia que conocemos, desde nosotros mismos hasta las galaxias, constituye sólo cerca del 4% del universo. El resto es materia oscura (cerca del 20%) y energía oscura (más del 70%).

El proyecto usa una cámara de 570 megapixeles montada en el telescopio Blanco en el observatorio de Cerro Tololo. “Tenemos evidencias claras de que la mayor parte de materia en el universo (cerca del 80%) no está hecha de materia ordinaria, como la que forman los átomos, las estrellas o galaxias que observamos. Es un nuevo tipo de materia que llamamos materia oscura”, dijo a BBC Gaztañaga, profesor de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas en el Instituto de Ciencias del Espacio de Barcelona (www.ice.cat).

“Podemos medir como esta materia oscura está sometida a los efectos de la fuerza de la gravedad, atrayendo a otros cuerpos que son visibles en nuestros telescopios, pero ella en si es invisible (no emite luz ni interacciona eletromagnéticamente)”. Un ejemplo de esos efectos se ve en las galaxias en espiral, que giran más rápido de lo que deberían si la única materia que existiese en ellas fuese la visible.

Energía oscura

energia_oscuraLa energía oscura es diferente y es la misteriosa fuerza que sería responsable de la aceleración en la expansión del universo.  “La energía oscura no se comporta como la materia. Cuando el universo se expande la densidad de materia disminuye (se diluye como en un gas), mientras que la densidad de energía oscura se mantiene constante”, explicó Gaztañaga.

“Es como si al expandir el espacio apareciese milagrosamente más energía. Esto es lo que pasa cuando el vacío tiene energía, algo que predice el principio de incertidumbre de Heisenberg de la mecánica cuántica”.

“El problema es poder predecir cuál es esta densidad de energía. Los modelos teóricos no permiten hacerlo. Aun así, la expansión acelerada del universo nos permite deducir que esta energía oscura existe y que tiene un valor positivo y representa entre el 70 y 75% de la energía del cosmos”. El problema es que los modelos teóricos no saben predecir cual deberia de ser esta densidad de energia del vacío… ni siquiera esta claro que modelo usar, explicó Gaztañaga.

El investigador señaló que el universo era “muy homogéneo y aburrido inicialmente”.
“La densidad era igual en todas partes. Hoy en día la densidad media es muy pequeña (unos atomos por metro cúbico) en la mayor parte del universo.” “Pero hay zonas, como nuestro planeta o nuestro cuerpo donde las densidades de materia son enormes (1 seguido de 30 ceros mayor que la media). ¿Cómo ha sucedido esto? ¿Cómo hemos llegado a esta situación? Sin la materia oscura o la energía oscura no se habrían podido formar galaxias, estrellas y planetas que alojen vida como la nuestra.”


Los círculos grises representan grupos de galaxias. Su presencia tiende a coincidir con las zonas de mayor densidad. Si la materia oscura no puede observarse, ¿cómo logran los científicos mapear su presencia?

El proyecto usa imágenes de una de las más potentes cámaras digitales del mundo.
La cámara de 570 megapixeles, Cámara de Energía Oscura o DECam, se encuentra montada en el telescopio Víctor M. Blanco en el observatorio de Cerro Tololo en Chile. Se requieren instrumentos de enorme precisión para detectar la materia oscura en base a la forma en que afecta la luz de galaxias distantes.

“La cámara es la más potente en funcionamiento y permite hacer mapas de galaxias unas 20 veces más rápido que las cámaras anteriores”.  Gazteñaga explicó a BBC Mundo que el mapa muestra la distribución de toda la materia (incluida la materia oscura) proyectada en el cielo.

“Einstein predijo que toda fuente de energía está sometida a la gravedad y que por tanto la luz también sería atraída por la materia. Esta predicción fue confirmada en el famoso experimento del eclipse solar de 1922, cuando se vio que el sol doblaba la trayectoria de la luz de la estrellas que pasaba cerca de este durante un eclipse (sin eclipse no se ve). A este efecto se le llama lente gravitatoria”.

La cámara tiene una lente de un metro de diámetro. Su potencia se combina con el espejo de 4,2 metros del telescopio Blanco. El investigador español señaló que el mapa se obtuvo a partir de ese efecto lente gravitatorio, estudiando la deformación de las imágenes de las galaxias más profundas.
“Los mapas muestran la distribución de materia y la amplitud y tamaño de sus fluctuaciones (las estructuras que darán lugar a galaxias y planetas)”.

“Es el mapa contiguo más grande que se ha hecho hasta la fecha. Pero es sólo una pequeña parte de lo que esperamos hacer con el Dark Energy Survey en los proximos tres años”.
Gaztañaga señaló que se espera elaborar un mapa 30 veces mayor que permitirá conocer las propiedades de la expansión cósmica con precison de 1%.

El mapa fue presentado esta semana en un encuentro del American Physical Society y publicado en ArXiv, un archivo en línea para prepublicaciones de artículos científicos. Gaztañaga espera que el proyecto y sus instrumentos le ayuden a “entender con precisión cómo y por qué se forman estructuras en el cosmos”. El mapa comprenderá en el futuro una octava parte del cielo. Los primeros datos cubren un 0,4%.

Cerro Tololo
El observatorio de Cerro Tololo se encuentra a 2.200 metros sobre el nivel del mar y 80 km de la ciudad de La Serena. Es operado por un consorcio de universidades de EE.UU. y la Universidad de Chile.
¿Qué podrá decirnos el mapa en el futuro sobre la energía oscura? “La distribucion de fluctuaciones de materia nos puede ayudar a medir con más precisión el ritmo de expansión del universo y también el ritmo del crecimiento de estas fluctuaciones”, dijo Gaztañaga. “Todo ello nos permitirá entender mejor la energía oscura, dado que ésta determina la expansión y el crecimiento”. “Sin esta energía oscura, nosotros no estaríamos aquí”.

Fuente y redacción BBC

Lino Cisterna

CEO&Founder RevistaProware.com Aficionado a las Ciencias & Tecnologías, Física Teórica, (G)Astronomía, Sociología, Psicología, Teorías de Tecnologías (AAT).

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