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11 de diciembre de 2016

Una nueva teoría sobre la gravedad podría explicar la materia oscura

La teoría fue bautizada como "de gravedad emergente" y puede aclarar esa materia oscura que tantos dolores de cabeza está dando a los científicos. Erik Verlinde lleva seis años observando el cielo para explicarse el movimiento y la velocidad exacta de las estrellas y ahora concluye que no necesita invocar ninguna misteriosa partícula de materia oscura para entender qué pasa en las galaxias. Las cosas no funcionan exactamente como predijo Einstein, aunque el padre de la gravedad sí estableció las bases.


Las estrellas se comportan como si estuviesen presionadas o aguantadas por algo más fuerte que ellas. La gran fuerza gravitacional requerida desconcierta a los telescopios que intentan detectarla. Hasta ahora, los físicos han optado por la existencia de una "materia oscura" para explicar ese "algo" que desconocen y que sería necesaria para explicar el comportamiento gravitacional que los astrónomos observan en el Universo. Esa energía oscura -dicen- existe en gran cantidad (supone el 25% del Cosmos), pero hasta ahora nadie ha sido capaz de observarla, a pesar de los muchos esfuerzos por detectar su existencia y explicar qué pasa en las galaxias.

Verlinde dice que el problema está en que se ha estado mirando donde no es. No hay tal materia oscura, las estrellas giran y se mueven dentro de las galaxias porque la gravedad emerge. "A grandes escalas, la gravedad no se comporta como predice la teoría de Einstein", ha sentenciado.

Uno de los puntos importantes de la teoría de las cuerdas es una adaptación del principio holográfico del profesor Gerard't Hoof (Utrecht), premio Nobel en 1999. Según este punto, la información contenida en una región del espacio se determinada por el superficie que la contiene, esto hace que toda la información presenten en todo el universo pueda describirse en una esfera imaginaria gigante alrededor del mismo. Para Verlinde, "parte de la información de nuestro universo está contenida en el espacio mismo".

El artículo completo en:

El Mundo

3 de abril de 2014

¿Dónde se esconde la materia oscura?

  • Forma el 90% de la materia que existe en el Universo
  • Los científicos saben que existe pero no han logrado detectarla
  • Las primeras evidencias de su existencia se remontan a los años 70
Abell 1689, uno de los mayores cúmulos de galaxias que se conoce

Hace unos días el telescopio Hubble capturó la imagen de Abell 1689, uno de los mayores cúmulos de galaxias que se conoce.

Los físicos teóricos no les salen las cuentas. Según sus cálculos, el Universo debería tener más materia de la que han observado. La materia convencional, es decir, la que forma la pantalla del ordenador que estás usando, tu cuerpo, una montaña, las estrellas o los planetas, solo supone el 10% de la materia total del Universo. ¿Dónde está el 90% que falta?

La materia que falta es la denominada materia oscura. Se llama oscura porque no podemos verla. Los científicos han comprobado que, al contrario que con la materia ordinaria, la oscura no se puede detectar con los procesos asociados a la luz, es decir, porque no absorbe ni emite radiaciones electromagnéticas. Por eso, aunque hace más de 70 años los físicos teóricos calcularon su existencia aún no han logrado localizarla.

Los científicos saben que está ahí, aunque no puedan verla, por sus efectos sobre estructuras enormes, como las galaxias. Fue en los años treinta del siglo pasado cuando el astrónomo suizo Fritz Zwicky notó una anomalía: las galaxias del enorme cúmulo de Coma se movían como si tuviesen mucha más masa que la observable.

A grandes rasgos, las galaxias que forman un cúmulo están reunidas gracias a la atracción gravitatoria que se produce entre ellas. Sin embargo, la cantidad de materia convencional que hay en cúmulo de Coma no es suficiente para generar la atracción necesaria para mantener atrapadas a las galaxias. Zwicky concluyó que la masa que falta para agruparlas debía existir aunque no la viera.

En los setenta, la astrónoma estadounidense Vera Rubin volvió a toparse con el mismo dilema. En esta ocasión no podía explicar sin recurrir a la existencia de la materia invisible el movimiento de rotación de las estrellas de las galaxias espirales.

Hoy en día, detectar esa materia y averiguar de qué está hecha es uno de las grandes misiones de la comunidad científica. En un litro de aire se estima que hay tres partículas de materia oscura. Es una cifra tan baja que es extremadamente difícil localizarla.

Hay decenas de proyectos en marcha que intentan detectar materia oscura. Los más destacados están situados en laboratorios subterráneos para evitar que lleguen los rayos cósmicos que son fuente de neutrinos, partículas tan parecidas a las de materia oscura que podrían confundirse. Allí los científicos han colocado sensores enfriados a una temperatura cercana al cero absoluto, la más baja que existe, para que evitar que vibren.

Uno de ellos es el Experimento Criogénico de Búsqueda de la Materia Oscura (el CDMS, por sus siglas en inglés). Se lleva a cabo en la mina Soudan, en Minnesota (Estados Unidos). Otros se desarrollan en un laboratorio bajo una montaña Gran Sasso (Italia), a 1,5 kilómetros de profundidad.

Atraviesan todo lo que se les ponga delante

Los dos grupos buscan unas partículas hipotéticas llamadas Partículas Masivas de Interacción Débil (WIMPS). No se puede asegurar que existan, pero por sus características, si existieran resolverían el misterio de la materia oscura. Precisamente también por sus características son muy difíciles de detectar. Son mucho más pequeñas que un átomo por lo que atraviesan todo aquello que se les ponga por delante. Se mueven tan despacio que si por algún casual chocan con el núcleo de un átomo del detector, la perturbación sería mínima. Por eso los detectores deben ser extremadamente sensibles.

Fuera de la Tierra también hay proyectos que buscan materia oscura, como el telescopio Fermi de la NASA que busca fuentes de rayos gamma, que pueden ser producto de la aniquilación de dos partículas de materia oscura. Otra misión es Euclides de la Agencia Espacial Europea, un telescopio aún en construcción que está previsto poner en órbita en 2020. Cartografiará la forma, el brillo y la distribución tridimensional de 2000 millones de galaxias, que cubren más de un tercio del firmamento. Así, el telescopio se remontará hasta el primer cuarto de la historia del Universo. En su labor, espera encontrar pistas sobre el misterio de la materia oscura.

En España investiga la materia oscura desde el punto de vista teórico el proyecto MultiDark, Método de Multimensajeros para la Detección de la Materia Oscura, coordinado por la Universidad Autónoma de Madrid y el Instituto de Física Teórica IFT. Desarrollan tres líneas de investigación complementarias: buscan las partículas candidatas a constituir la materia oscura, estudian cómo éstas forman los halos galácticos y contribuyen al desarrollo de experimentos que puedan detectarlas.

Descubrir dónde se esconde esta materia invisible será un hito de la cosmología que tendrá más repercusión aún que el hallazgo del ya archiconocido bosón de Higgs. Quien la encuentre merecerá sin duda el Premio Nobel.

Otro ingrediente oscuro

La energía oscura es otro ingrediente enigmático del Universo. No se sabe cuál es su origen. Junto a la materia oscura suman el 96% del Universo. Esta energía es la fuerza que acelera la expansión del Universo. Su existencia se propuso en 1998 para justificar el hecho de que el Universo está acelerándose, en lugar de frenarse bajo la atracción gravitatoria de la enorme cantidad de materia que contiene. El descubrimiento de esta aceleración cósmica fue reconocido con el Premio Nobel de Física en el año 2011.

Tomado de:

RTVE Ciencia


8 de abril de 2013

Nuevas pistas sobre la materia oscura

Estacion Espacial Internaciona. Foto de archivo

Un experimento de US$2.000 millones en la estación espacial emitió observaciones que podrían ser las primeras señales de la materia oscura, un misterioso componente del universo.

Sin embargo, los científicos subrayan que todavía están muy lejos de obtener una descripción precisa de este misterioso componente cósmico.

"Podría tomar unos cuantos años más", le dijo a la BBC el portavoz adjunto AMS Roberto Battiston, profesor de física en la Universidad de Perugia (Italia).

La materia oscura representa la mayor parte de la masa en el Universo. No se puede ver directamente con los telescopios, pero los astrónomos saben que está ahí por los efectos gravitacionales que tiene sobre la materia que sí podemos ver.

Las galaxias, por ejemplo, no podrían girar de la forma en que lo hacen y mantener su forma sin la presencia de la materia oscura.

La búsqueda

El AMS - una máquina de partículas físicas llamada el "Space LHC", en referencia al Gran Colisionador de Hadrones en la Tierra - ha estado buscando algunas medidas indirectas de las propiedades de la materia oscura.

El aparato cuenta el número de electrones y sus homólogos de antimateria -conocidos como positrones- que caen sobre un conjunto de detectores.

La teoría sugiere que una lluvia de estas partículas se produce cuando las partículas de la materia oscura colisionan en algún lugar en el espacio y se destruyen mutuamente.
"Nos tomó 18 años hacer este experimento y queremos hacerlo con mucho cuidado"

Sam Ting, portavoz del proyecto

En un artículo publicado en la revista Physical Review Letters, el equipo del AMS reporta la observación de un ligero exceso de positrones en el recuento de positrones-electrones -un resultado esperado de las aniquilaciones de esa materia oscura.

El grupo también dijo que los positrones cayeron en el AMS de todas las direcciones en el cielo sin variación particular en el tiempo.

Esto es importante porque ubicaciones específicas o variaciones de tiempo en la señal podrían indicar una fuente más convencional para las partículas, tales como un pulsar (un tipo de estrella de neutrones) en lugar de la materia oscura.

El AMS llegó a la Estación Espacial Internacional en 2011. Cuanto más se extiendan los trabajos, mejores serán sus estadísticas y los científicos podrán ser más definitivos en sus declaraciones.

Pero el portavoz del proyecto, el profesor Sam Ting, dijo que los trabajos del AMS se llevarán a cabo con cautela.

"Nos tomó 18 años hacer este experimento y queremos hacerlo con mucho cuidado", dijo en un seminario en el Laboratorio Europeo de Física de las Partículas (CERN) en Ginebra.

"Vamos a publicar cosas cuando estamos absolutamente seguros".

La revista Physical Review Letters reporta el conteo de positrones-electrones en el rango de energía de 0,5 a 350 gigaelectronvoltios (GeV).

El comportamiento del exceso de positrones con este espectro de energía se ajusta a las expectativas de los investigadores. Sin embargo, la prueba definitiva sería ver el aumento en este radio y luego una caída dramática. Pero esto todavía tiene que ser observado.

"Por el momento, lo único que podemos decir es que las partículas (materia oscura) podrían tener una masa de varios cientos de gigaelectronvoltios, pero hay mucha incertidumbre", dijo Battiston.

(A modo de comparación, un protón, la partícula en el núcleo de cada átomo, tiene una masa de aproximadamente 1 GeV).

Misterios modernos

El AMS es sólo una de varias técnicas utilizadas por los investigadores para tratar de descubrir la naturaleza de la materia oscura.

Hay laboratorios en la Tierra que están tratando de hacer detecciones más directas como las partículas esquivas que pasan a través de los contenedores de elementos como el xenón o argón, que alberga la profundidad de la Tierra.

clic Vea: La búsqueda subterránea de materia oscura

Materia oscura

La materia oscura representa la mayor parte de la masa en el Universo.

El Gran Colisionador de Hadrones también está implicado en esta cacería. Se espera que produzca partículas de materia oscura en su acelerador.

Una descripción exacta de este misterioso componente es ahora uno de los objetivos urgentes de la física moderna.

La materia normal, la materia que podemos ver con telescopios (todas las estrellas y galaxias), constituye sólo el 4,9% de la densidad de masa/energía del Universo.

La materia oscura es un componente mucho mayor, que representa el 26,8%. Esta cifra se elevó recientemente tras conocer los estudios del cosmos llevados a cabo por el telescopio Planck de la Agencia Espacial Europea.

El valor es ahora casi un quinto más de lo que se creía en estimaciones anteriores.
La energía oscura es el componente que más contribuye a la densidad de masa/energía del Universo, un 68,3%.

La energía oscura es el nombre que se le da a la fuerza que se cree está acelerando la expansión del Universo. Sus características son aún más oscuras para la ciencia que la propia materia oscura.

Fuente:

BBC Ciencia


Un hito en la búsqueda de materia oscura

Experimento AMS instalado en la Estación Espacial. | ESA

Experimento AMS instalado en la Estación Espacial. | ESA
El Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) ha logrado un hito en la investigacion de la materia oscura gracias a uno de sus experimentos -el Espectrómetro Magnético Alfa (AMS)-, que ha medido en el espacio un exceso de positrones (anti-electrones) en el flujo de rayos cósmicos.

Los primeros resultados del AMS en poco más de un año de recolección de información se han presentado en un seminario del CERN y los responsables del experimento destacaron que se trata de la medición de positrones de rayos cósmicos más precisa que se ha realizado hasta ahora.

"En los próximos meses, seremos capaces de decir de manera concluyente si estos positrones son la señal de la material oscura o si tienen algún otro origen", afirmó el portavoz del AMS, Samuel Ting.

Los resultados sugieren que el AMS ha detectado un nuevo fenómeno, pero no está claro si los positrones provienen de una colisión de partículas de energía oscura, o de estrellas en nuestra galaxia que producen antimateria.

La materia oscura es uno de los mayores misterios de la física y representa un cuarto de la masa de energía del universo, pero hasta ahora ha sido imposible detectarla. La única manera de observarla ha sido de forma indirecta, a través de su interacción con la materia visible.

Detectores de partículas

El AMS está localizado en la Estación Espacial Internacional desde hace trece meses, periodo en el cual ha analizado 25.000 millones de rayos cósmicos primarios. Lo más importante es que de esa cantidad, unos 6.800 millones han sido identificados sin equívoco como electrones y su equivalente en la antimateria, los positrones.

El AMS es el espectrómetro más poderoso y sensible jamás enviado al espacio exterior y desde que empezó a funcionar ha medido un total de 30.000 millones de rayos cósmicos a energías que llegan a billones de electronvoltios.

El sofisticado instrumento está dotado de detectores de partículas que recogen e identifican las cargas cósmicas que pasan a través de él desde los lugares más recónditos del espacio, gracias al imán gigante y a la matriz de precisión con que cuenta.

Los rayos cósmicos están cargados con partículas de muy altas energías que penetran el espacio y el AMS está diseñado para poder estudiarlas antes de que interactúen con la atmósfera de la Tierra, lo que las altera.

La búsqueda de la materia oscura tiene lugar en varios experimentos paralelos, que se localizan en el espacio, así como en instrumentos localizados en laboratorios subterráneos, como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que también ha sido desarrollado y es gestionado por el CERN.
Fuente:

11 de febrero de 2013

Tras la pista de la esquiva materia oscura

¿Qué es la materia oscura? 

La materia normal refleja luz o la absorbe, lo que la hace visible, pero no toda la materia se relaciona con la luz de esta forma. 

Los astrofísicos calculan que no hay suficiente materia visible para explicar la rotación de galaxias.
Por eso proponen la existencia de un tipo de materia que no podemos detectar de igual manera: la materia oscura.

No podemos verla directamente con telescopios, pero sí su efecto gravitacional sobre la materia visible.
Supuestamente, la materia oscura nos rodea por todos lados, por eso los científicos están desarrollando nuevos caminos para detectar esta misteriosa partícula.


Experimento DarkSide50

El experimento DarkSide50 intentará detectar las misteriosas partículas de materia oscura.

En una profunda caverna bajo una montaña, un grupo de científicos espera arrojar luz sobre una de las sustancias más misteriosas del Universo: la materia oscura.

El Laboratorio Nacional Gran Sasso se parece más a la guarida de un villano de James Bond que un centro internacional de investigación física.

Pero hay una buena razón para su emplazamiento subterráneo. Los 1.400 metros de roca que lo cubren lo protegen de los rayos cósmicos que bombardean constantemente la superficie de nuestro planeta.

Este lugar ofrece a los científicos el "silencio" que necesitan para entender algunos de los fenómenos más extraños de la física.

Dentro de tres inmensas estancias se llevan a cabo un montón de experimentos, entre ellos el llamado DarkSide50, de reciente creación, que buscará señales de la misteriosa materia oscura.

Todo lo que sabemos y lo que podemos ver en el Universo representa sólo el 4% de lo que hay ahí fuera.
Los científicos creen que el resto se presenta en dos enigmáticas formas.

Según ellos, alrededor de 73% del Universo está compuesto por energía oscura, un campo de energía omnipresente que actúa como una especie de anti-gravedad que impide que el Universo se contraiga en sí mismo.

El otro 23%, según los investigadores, existe en la forma de materia oscura, pero hasta ahora nadie la ha visto.

"Creemos que existe en la forma de partículas. Tenemos protones, neutrones y electrones y todas estas partículas regulares que uno asocia con la construcción de cosas a partir de ellas", explica Chamkaur Ghang, físico de partículas de la University College de Londres.

"Pensamos que la materia oscura es una partícula también, pero de una extraña forma de materia que no percibimos fácilmente".

"Y eso es porque no siente la fuerza electromagnética, la luz no se refleja en ella, no hay una fuerte interacción con ella", dice el científico a la BBC.

Los físicos han llamado a estos aspirantes a materia oscura "partículas masivas que interactúan débilemente" (WIMP, por sus siglas en inglés).

Gráfico detector DarkSide50

Se cree que millones de estas partículas pasan a través nuestro cada segundo sin dejar rastro.

Pero muy de vez en cuando una de ellas choca con una de las partículas "regulares", y eso es lo que esperan detectar en el experimento DarkSide50.

Dentro de un tanque del tamaño de una casa, una enorme esfera metálica contiene un detector de partículas llamado centelleador.

Este contenedor se llena con 50Kg de argón líquido y una gruesa capa de este mismo elemento en versión gaseosa.

"Si una partícula de materia oscura choca con el argón, el átomo recibe un golpe de energía y rápidamente intenta deshacerse de ella", dice Chang.

"El argón hace esto emitiendo luz, perdiendo protones".

"Pero también carga: algunos electrones se liberan en el lugar de la interacción. Y esos electrones son arrastrados hacia arriba a la capa de gas. Cuando lo golpean se obtiene otro haz de luz".
Búsqueda infructuosa 
Gran Sasso

En el subterráneo Laboratorio Nacional Gran Sasso se realizan varios experimentos científicos.

Hasta ahora, la caza de materia oscura ha demostrado ser elusiva.

Algunos experimentos anteriores afirman haber visto señales de esta materia en la forma de modulación anual.

Esto responde a la idea de que el número de estas partículas cambia con las estaciones.

Y eso ocurre porque cuando la Tierra se mueve alrededor del Sol, se mueve hacia un campo inmóvil de materia oscura.

Durante la mitad del año se estará moviendo con la marea de materia oscura, como cuando uno conduce hacia la lluvia. Pero en la otra mitad el planeta se estará moviendo en contra de esta marea y chocará con menos materia oscura.

Pero otros investigadores han cuestionado esta idea de variaciones temporales.
"Puede ser aún más interesante no encontrar la materia oscura que encontrarla."
Stefano Ragazzi, director del Laboratorio Nacional Gran Sasso

Otros proyectos han experimentado durante largos períodos de tiempo sin detectar ni una pista de la misteriosa materia.

Uno de ellos, llamado XENON100, que también se encuentra en Gran Sasso, funcionó durante un año, pero sólo pudo ver dos “eventos”. Muy pocos para descartar que se hayan debido a una desviación de la radiación ambiental.

Pero con DarkSide50 parece haber un nuevo empuje para encontrar nuevas respuestas.

Junto a este experimento, otro gran detector, LUX, que se encuentra en una mina de oro en Dakota del Sur, en Estados Unidos, pronto estará activo en internet.

En los próximos años, los científicos preparan detectores aún más ambiciosos, como el XENON1T y LUX-Zeplin, que esperan encontrar la primera evidencia experimental de estas partículas.

"La materia oscura es una meta científica muy importante en la actualidad", dice Aldo Ianni, del equipo de DarkSide50.

"Nos ayudará a entender una gran parte del Universo que aún no conocemos. Sabemos que hay materia oscura, pero necesitamos comprender de qué esta compuesta esta materia".

Carrera hacia una meta oscura

Laboratorio del Gran Sasso

El macizo Gran Sasso protege al experimento de los rayos cósmicos.

El profesor Stefano Ragazzi, director del Laboratorio Nacional Gran Sasso, espera que el primer atisbo de la materia oscura ocurra en estas instalaciones científicas.

"Hay una competencia entre los diferentes experimentos, y cuando compites quieres llegar primero, no segundo ni tercero", explica Ragazzi.

"La sensación es que la materia oscura está a la vuelta de la esquina, por eso todo el mundo está corriendo para ser el primero en encontrarla".
"Si la encontramos, habremos descubierto uno de los secretos mejor guardados de la naturaleza."

Chamkaur Ghang, físico de partículas del University College de Londres

Sin embargo, admite Ragazzi, siempre existe la posibilidad de que estos experimentos no encuentren nada y la materia oscura puede no estar compuesta de partículas WIMP. 

"Podríamos darnos cuenta de que manejamos la hipótesis equivocada… puede ser algo completamente diferente", dice Ragazzi.

"Pero puede ser aún más interesante no encontrar la materia oscura que encontrarla".

En los próximas semanas DarkSide50 estará totalmente equipada, el tanque que la rodea se llenará con agua purificada y entonces los científicos tendrán que observar y esperar.

Pero Ghang cree que a pesar de la incertidumbre, la recompensa por encontrar la esquiva sustancia será grande.

"Si la encontramos, habremos descubierto uno de los secretos mejor guardados de la naturaleza. Y eso sería entender de qué está hecha una cuarta parte del Universo".

"Sería un descubrimiento revolucionario, cambiaría nuestra comprensión del Universo, de como se formó y de la forma en que evolucionó", concluye el investigador.
Fuente:
BBC Ciencia

15 de septiembre de 2012

Confirman al 99,996% que la energía oscura es real

Comentario de "Conocer Ciencia": 

En el fondo vienen a decir que la "energía oscura" es símplemente que la gravedad funciona de un modo diferente al que se creía (que es lo que señalan al final del artículo). O sea que "energía oscura" es una especie de eufemismo para no decir directamente que probablemente tendrán que cambiar algunas cosas.
 
Que una cosa es que digan que la ciencia sea objetiva y está dispuesta a cambiar sus conocimientos establecidos y otra es que los egos de algunos científicos lo admitan (numerosos casos a lo largo de la historia de la ciencia, por cierto, Einstein incluído).
 
Lo de la materia y la energía oscura son como el éter y el flogisto del s. XIX o la constante cosmológica del s.XX 

Ahora los dejo con la noticia vía Europa Press:

Energía oscura
Foto: NASA/ESA/JPL-CALTECH/YALE/CNRS
   
Astrónomos de la Universidad de Portsmouth (Reino Unido) han llevado a cabo un estudio que señala que la energía oscura, que procede de la misteriosa sustancia que se cree que ha participado en la aceleración de la expansión del Universo, existe realmente. Concretamente, su estudio apunta a que las probabilidad de su existencia son de un 99,996 por ciento.
   
Hace una década, los astrónomos observaron el brillo de las supernovas distantes y se dieron cuenta de que la expansión del universo parece estar acelerándose. Esta aceleración se atribuye a la fuerza de repulsión asociada con la energía oscura que, según las teorías actuales se cree que forma 73 por ciento del cosmos.
   
A pesar de que los investigadores que hicieron este descubrimiento, Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Adam G. Riess, recibieron el Premio Nobel de Física en 2011, la existencia de la energía oscura continúa siendo un tema de debate entre la comunidad científica.
   
Hasta ahora se han utilizado numerosas técnicas para confirmar la realidad de la energía oscura. Una clara evidencia de esta energía proviene del Sistema de Detección Integrado Sachs-Wolfe. Esta teoría señala que el fondo cósmico de microondas, la radiación del calor residual del Big Bang, se ve por todo el cielo, de manera que esta radiación se volvería un poco más azul a su paso por los campos gravitatorios de grumos de materia, un efecto conocido como corrimiento al rojo gravitacional.
   
En 1996, dos investigadores canadienses llevaron esta idea al siguiente nivel. Su trabajo sugiere que los astrónomos pueden buscar estos pequeños cambios en la energía de la luz (fotones) comparando la temperatura de la radiación con mapas de galaxias en el universo local.
   
De este modo, en ausencia de la energía oscura no habría correspondencia entre los dos mapas (el de fondo de microondas cósmico distante y el de la distribución de galaxias relativamente cercano), pero si esta existiera supondría el efecto contrario: los fotones del fondo cósmico de microondas ganarían energía al pasar por grandes trozos de masa.
   
El Sistema de Detección Integrado Sachs-Wolfe, utilizado por primera vez en 2003 fue considerado inmediatamente como una prueba fehaciente de que la energía oscura existe, de hecho fue nombrado 'descubrimiento del año' por la revista 'Science'.
   
Sin embargo, también ha tenido sus detractores, que indicaban que la señal de energía oscura obtenida era demasiado débil, por lo que algunos científicos sugirieron que podría ser consecuencia de otras fuentes, como el polvo de la Vía Láctea.
   
Ahora, el nuevo estudio, publicado en 'Monthly Notices' de la Royal Astronomical Society,  ha investigado, a lo largo de dos años, esta teoría y ha examinado todos los argumentos en contra del Sistema de Detección Integrado Sachs-Wolfe. En este trabajo, el equipo ha mejorado los mapas utilizados en la obra original y, gracias a este análisis se ha llegado a la conclusión de que existe una probabilidad del 99,99 por ciento de que la energía oscura sea responsable de las partes más calientes de los mapas del fondo cósmico de microondas.
   
El autor principal del trabajo, Giannantonio Tommaso, ha apuntado que, además "este trabajo también habla de las posibles modificaciones a la teoría de Einstein de la relatividad general".
   
A su juicio, "la próxima generación de fondo de microondas cósmico, y los futuros estudios de galaxias, deberían proporcionar la medición definitiva, ya sea la que confirma la relatividad general, incluyendo la energía oscura, o incluso más intrigante, exigiendo una comprensión completamente nueva de cómo funciona la gravedad".

Fuente:


23 de enero de 2012

Astrónomos encuentran la galaxia de materia oscura más lejana descubierta hasta ahora

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Un grupo de investigadores encontró una galaxia enana oscura que se encuentra ubicada a 10.000 millones de años luz de la Tierra, siendo la segunda de su tipo en ser observada fuera de nuestro universo y la más lejana entre ambas.

Los astrónomos creen que las galaxias como la nuestra se forman a lo largo de miles de millones de años, para lo cual se requiere que se unan muchas galaxias de menor tamaño. Como resultado de lo anterior los especialistas creen que existen muchas galaxias enanas que se encuentran dispersas alrededor de la Vía Láctea, aunque hasta el momento se han logrado observar muy pocas por lo que los astrónomos suponen que muchas de ellas o tienen muy pocas estrellas (por lo que no son visibles por nuestros instrumentos), o están hechas casi por completo de materia oscura.

Para los científicos la existencia de la materia oscura permite explicar la razón por la cual existe mucha más masa en el universo de la que podemos ver. Según sus estimaciones la materia oscura debería representar un 25% del universo, pero como sus partículas no absorben ni emiten luz, hasta el momento no han logrado detectarla.

La galaxia enana que acaba de ser descubierta corresponde a lo que los astrónomos denominan como satélite, por lo que se encontraría unida al borde a una galaxia mayor. Según Simona Vegetti, Departamento de Física del MIT y autora principal del artículo relacionado con el descubrimiento, dicha galaxia por distintas razones no alcanzó a formar muchas o sólo una estrella, por lo que permaneció oscura.

Según los modelos creados en el computador la Vía Láctea debiese contar con unas 10.000 galaxias satélite, pero hasta el momento sólo ha sido posible observar 30. Para Vegetti esto se podría explicar por el hecho de que muchas de estas galaxias están hechas de materia oscura, no descartando la posibilidad de que exista un problema en la idea que tienen los investigadores respecto a cómo se forman las galaxias.

Para lograr este descubrimiento los astrónomos centraron sus observaciones en las galaxias más lejanas con la idea de buscar satélites oscuras. Utilizaron un método conocido como “lente gravitatoria” que se basa en el uso de dos galaxias que se encuentran alineadas: al ser vistas desde la Tierra la galaxia más lejana emite rayos de luz que son desviados por la galaxia más cercana.

Una vez que son analizados los patrones de rayos de luz que son desviados por esta última galaxia, sus resultados permiten determinar si existe alguna galaxia satélite agrupada a su alrededor.

Según Vegetti si no se encuentran una cantidad suficiente de galaxias satélites oscuras, se verán obligados a modificar las propiedades de la materia oscura tal y como se le conoce en la actualidad.

Fuente:Enlace

FayerWayer

16 de enero de 2012

Cuatro cosas que usted no sabía del Universo

El verdadero color de la vía láctea, los exoplanetas, los observatorios voladores o la materia oscura no son cosas de ciencia ficción, sino los últimos descubrimientos en materia de astronomía presentados ante el público.

El más reciente congreso de la Sociedad Astronómica Americana, celebrado en la ciudad estadounidense de Austin del 8 al 12 de enero, reunió a expertos de todo el mundo que intercambiaron y presentaron las últimas novedades en el estudio del cosmos.

A pesar de que todavía no sabemos si hay vida fuera de nuestro planeta, o que no hemos conseguido llegar a Marte, los expertos aseguran que estamos en el inicio de una nueva época en lo concerniente a nuestro conocimiento de otros planetas.

"El telescopio Kepler y las microlentes gravitacionales nos están llevando a una especie de nueva era en el descubrimiento de planetas", dijo a BBC Mundo James Palmer, corresponsal en el congreso y experto en ciencia de la BBC.

Se conocen muchos más planetas, se usan nuevas formas de observación y las nuevas herramientas arrojan datos cada vez más esclarecedores sobre misterios largamente desconocidos.

BBC Mundo ha recopilado algunos de los descubrimientos más importantes presentados en el congreso.


El verdadero color de la Vía Láctea

Científicos aseguraron que la Vía Láctea tiene un color blanco como el de la nieve "a primera hora de la tarde"

Aunque parece blanca vista desde la tierra, la apariencia de nuestra galaxia se debe realmente a un truco de la luz. La pregunta es: ¿cómo se ve desde afuera?

Un estudio basado en la comparación de la nuestra con otras galaxias dio un resultado no muy sorprendente: blanco.

Pero no cualquier blanco: concretamente, el blanco de la nieve en primavera justo después del amanecer, o antes de la puesta del sol.

"Para los astrónomos, uno de los parámetros más importantes es de hecho el color de las galaxias", dijo a la BBC Jeffrey Newman, de la Universidad de Pittsburgh.

"Esto nos indica la edad de las estrellas en una galaxia, desde cuándo se vienen formando, y si son nuevas o de hace millones de años", añadió.

El descubrimiento llegó a través de un estudio de comparación con otras galaxias, ya que todavía no nos ha sido posible viajar fuera de la nuestra para poder observar a la Vía Láctea desde otro ángulo.

"No solo estamos mirando desde dentro, sino que nuestra visión está bloqueada por polvo espacial", dijo Newman.

Para resolver el problema el profesor Newman decidió buscar otras galaxias parecidas a la nuestra y observables desde la tier

ra, y a partir de ahí elaborar un modelo

Con la información de millones de galaxias con similares características a la Vía Láctea se hizo una media de qué color sería el más parecido al que tiene la nuestra, y el resultado fue muy específico.

"La mejor descripción que puedo dar es que si se obser

va nieve nueva de primavera, que tiene un buen tamaño de copo, aproximadamente una hora después del amanecer o una hora antes de la puesta del sol, se verá el mismo espectro de luz que el que vería un astrónomo alienígena desde otra galaxia mirando hacia la Vía Láctea", explicó Newman.

Este descubrimiento es importante para determinar la edad de nuestra galaxia, que según Newman tiene ya muchas estrellas en su fase de declive.

Cada estrella con un planeta

Usando una microlente gravitacional, un equipo internacional de científicos encontró una serie de exoplanetas vinculados a estrellas que implicaría la existencia de millones más, incluidos unos 10 billones parecidos a la tierra, tan solo en nuestra galaxia.

Expertos creen que cada estrella poseería al menos un planeta en su órbita

El método que permitió este hallazgo consiste en usar la gravedad de una estrella grande para amplificar la luz de estrellas aún más distantes y con planetas a su alrededor.

Los astrónomos usan una serie de microscopios relativamente pequeños conectados en red, y a través de ellos observan el raro evento de una estrella pasando por delante de otra, según se ve desde la tierra.

El equipo de científicos usó recientemente este sistema para observar planetas, y aunque el número descubierto fue relativamente pequeño, pudieron realizar una estimación de cuántos pueden existir.

Aunque el telescopio Kepler ha sido la principal herramienta para descubrir nuevos exoplanetas en los últimos años, las microlentes son mejores para localizar planetas de todos los tamaños y a diferentes distancias.

"Tan solo en los últimos 15 años hemos pasado de conocer unos 70 planetas fuera del sistema solar a los 700 de hoy", dijo a la BBC Martin Dominik, de la Universidad de Saint Andrews, en el Reino Unido.

Un observatorio volador

Importantes datos de un potente telescopio fueron revelados durante el congreso. Hasta aquí todo normal, si no fuera porque el telescopio no estaba situado en lo alto de una colina, sino en el lomo de un 747.

El 747 fue ligeramente modificado para dar lugar al observatorio SOFIA

El SOFIA u Observatorio Estratosférico para Astronomía Infrarroja, situado encima de un avión, realizó 35 vuelos el año pasado, arrojando luz sobre la nebulosa de Orión y nuestro vecino Plutón.

El observatorio puede "ver" a longitudes de onda que ningún telescopio con base en la tierra o el espacio puede observar.

Pero SOFIA también puede capturar luz visible para recopilar interesantes datos: un equipo de científicos usó el observatorio para recoger datos de una estrella cuando Plutón pasó por delante, visto desde la tierra.

Los científicos pudieron localizar el punto exacto en la tierra desde donde se vería mejor, y usar el telescopio móvil para recogerlos.

Los misterios de la materia oscura

En el congreso se vieron también unas imágenes curiosas. Un equipo franco-canadiense reveló las imágenes más grandes que se conocen de mapas de la llamada materia oscura, la misteriosa sustancia que conforma el 85% del universo.

La materia oscura es un tipo de materia que no emite ningún tipo de radiación electromagnética (luz incluida), y que por lo tanto no puede ser observada por telescopios, pero puede ser detectada a través del estudio de cómo afecta a la luz reflejada por otros elementos en su cercanía.

Un mapa de materia oscura

Las 4 imágenes fueron tomadas en las diferentes estaciones del año, cada una capturando una franja del cielo tan grande como la palma de una mano vista con el brazo extendido.

Estas imprentas constituyen un gran salto adelante en el entendimiento de la materia oscura, y la forma en la que ésta afecta a cómo vemos la materia normal en las distintas galaxias por la noche.

"La luz que nos llega desde una galaxia lejana es curvada por la gravedad de los pedazos de materia que se va encontrando en el camino" explicó Catherine Heymans, de la Universidad de Edimburgo.

"La teoría de la relatividad de Einstein nos señala que la masa tuerce al espacio y al tiempo, así que cuando la luz se acerca a nosotros a través del universo, si atraviesa parte de materia negra, su luz se curva y la imagen que vemos llega distorsionada", dijo Heymans.

El estudio es 100 veces más grande que los anteriores mapas de la materia oscura elaborados, provenientes del telescopio Hubble.

Los avances presentados en el congreso constituyen importantes descubrimientos que darán mucho que hablar en el futuro. Aunque todavía no hemos desvelado ni siquiera una ínfima parte de sus secretos, los avances vistos en Texas nos acercan más al conocimiento de los entresijos de nuestro propio cosmos.Enlace

Fuente:

BBC Ciencia

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7 de diciembre de 2011

Matemático logra explicar la rotación de las galaxias con cálculos sin necesidad de materia oscura


¿Y si la materia oscura no importa? Para todo aquellos escépticos, un matemático italiano ha conseguido lo nunca antes visto. El hombre ha llegado a través de una serie de fórmulas complejas y con extraordinaria similitud, trazar las curvas de la rotación de las galaxias espirales sin necesidad de materia oscura. Dicho de otra forma, a través de sus cálculos, el matemático ha representado la fuerza que mantiene unidas a las galaxias sin la necesidad de materia oscura. El trabajo de Carati frente al razonamiento deductivo de toda la comunidad científica.

Hasta ahora todos los experimentos científicos tenían a la materia oscura como parte esencial del entendimiento de las galaxias, para explicar aquello que no vemos. Si contamos la cantidad de masa en las galaxias espirales como la nuestra y luego tomamos el modelo de su rotación, obtenemos una imagen muy diferente a la que empíricamente se observa. La cantidad de masa en el centro de las galaxias espirales es enorme pero las estrellas exteriores se mueven alrededor de los discos galácticos con tanta rapidez que deberían volar hacia el espacio interestelar.

Para que nos hagamos una idea, los objetos visibles en el centro de la Vía Láctea sólo contienen alrededor del 10 al 20% de la masa necesaria para explicar las curvas de rotación de las estrellas exteriores. El resto de masa de las mismas, lo “invisible”, se ha concluido que es la materia oscura.

Desde 1933, momento en el que Frit Zwicky propusiera la materia oscura como la evidencia de masa no visible, los estudios de la ciencia han intentado acercar al máximo sus números. Hoy y según las observaciones actuales de estructuras mayores que una galaxia, la materia oscura constituye el 21% de la masa del Universo observable. Y aquí es cuando aparece el matemático Carati para poner en duda todo lo dicho anteriormente.

La razón no es otra que las matemáticas y los cálculos conseguidos ajustando los modelos casi a la perfección. Carati dice esencialmente que las curvas de rotación se pueden explicar por la influencia de la materia en las galaxias lejanas. Un razonamiento que podría parecer absurdo conceptualmente si pensamos que cualquier influencia gravitatoria ejercida desde el exterior de la galaxia debería en todo caso ayudar a tirar de la galaxia a parte, no a mantenerla unida.

Y es aquí donde el hombre lo cambia todo. Sus matemáticas encajan muy bien con lo que podemos observar de la rotación galáctica. Se ajusta a varias realidades y demuestra que las curvas de rotación galáctica se ajustan mejor a los valores observados de al menos cuatro galaxias conocidas, todo ello en base a la influencia gravitatoria de la materia lejana, sin necesidad de apelar a la materia oscura.

De sus cálculos, la comunidad científica se ha mostrado bastante escéptica y saca las siguientes cuatro conclusiones:

  • Hay tantas galaxias por ahí que no es difícil encontrar cuatro galaxias que se ajusten a las matemáticas.
  • Las matemáticas de Carati se han adaptado para coincidir con los datos ya observados anteriormente.
  • Sus cálculos no funcionan.
  • O bien, y por último, la interpretación del autor y sus datos pueden ser objeto de debate y sus matemáticas realmente están en lo cierto.

A partir de aquí, el debate está abierto. La idea de que gran parte de lo que entendemos acerca de la física pueda ser explicado con algunos cálculos matemáticos inteligentes no parecía, o quizá no puede ser probable. En cualquier caso, sus cálculos abren un amplio debate.

Fuente:

ALT1040

Física: Sobre la materia oscura

Space

La materia oscura —la sustancia misteriosa que creemos que representa alrededor del 80 por ciento de la materia del universo— sigue siendo un misterio inescrutable.

Los científicos han estado intentando durante décadas comprender y detectar la naturaleza de esta materia, lo que podría ayudar a descubrir cómo se iniciaron las galaxias. “No sabemos mucho acerca de la materia oscura”, afirma Stefan Funk, un astrofísico de partículas de la Universidad de Stanford.

A diferencia de la materia visible, la materia oscura no puede ser vista y es excepcionalmente difícil de detectar. Se mueve lentamente, lleva poca energía e interacciona muy lévemente con su entorno. Sin embargo, sí es conocido que cuando un pedazo de materia oscura es destruida, la explosión resultante origina un torrente de partículas de alta energía. Estas partículas pueden estar formadas de materia ordinaria —protones, neutrones, electrones y sus bloques elementales— y también de sus homólogos de antimateria.

La antimateria era abundante en los orígenes del universo, pero ahora es muy rara y sólo se crea en procesos extraños, como por ejemplo, la destrucción de materia oscura o en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC en inglés).

Así que los científicos, en la búsqueda de evidencias de materia oscura, ponen sus esfuerzos en hallar positrones —el análogo antimateria de los electrones— en estallidos de alta energía de las partículas conocidas como rayos cósmicos.

Otro inconveniente para los físicos, es el desconocimiento acerca del tamaño de la materia oscura. Sin embargo, sí se sospecha que la cantidad de energía transportada por un positrón está limitada por la masa de su fuente de materia oscura.

Inicialmente se pensó que se podría encontrar con relativa rapidez, un punto límite para el tamaño máximo de una partícula de materia oscura. Sin embargo, recientes estudios de la plataforma espacial Rusa-Europea conocida como PAMELA, han encontrado evidencias de lo contrario.

Algunos científicos cuestionaron estos resultados. Pero ahora, diferentes investigadores de Stanford parecen haber confirmado estos resultados en un estudio enviado a Physical Review Letters.

¿En qué acabará todo este jaleo? ¿Descubriremos algún hecho revelador gracias al LHC?

Vía | Los Ángeles Times
Imagen vía Hubble Space Telescope

Tomado de:

Xakata Ciencia

9 de noviembre de 2011

¿Son los miniagujeros negros primigenios la Materia Oscura?





Simulación del paso de un miniagujero negro primordial a través de una estrella. (Foto: Tim Sandstrom)

El efecto gravitatorio de la materia oscura hace que las galaxias giren más rápido de lo esperado. También, el campo gravitatorio de la materia oscura deforma la luz de los objetos que desde la perspectiva visual de la Tierra están ubicados detrás de ella, contribuyendo al llamado "efecto de lente gravitatoria". Midiendo esta clase de fenómenos, los físicos saben que el universo está lleno de este tipo enigmático de materia que no se puede ver.

Las limitaciones actuales deducidas para el abanico posible de propiedades de la materia oscura muestran que la esencia de la materia oscura no puede ser ninguna de las partículas conocidas. La identidad exacta de la materia oscura sigue pues siendo un misterio.

Se barajan varias naturalezas hipotéticas, y una de ellas, que plantea la existencia de diminutos agujeros negros primigenios creados por el Big Bang, podría ser verificable mediante una nueva técnica desarrollada por expertos de las universidades de Princeton y Nueva York, si es que realmente existen esos extraños agujeros negros, y si son lo bastante abundantes como para constituir toda la materia oscura o una parte importante de ella.

Esos miniagujeros negros primigenios tendrían una masa muy pequeña, comparable a la de un asteroide. La formación de un agujero negro de tan poca masa es imposible mediante los procesos estelares que en el universo actual originan agujeros negros a partir de estrellas. Sin embargo, esos miniagujeros no se habrían formado por procesos estelares, sino que habrían sido creados directamente por fenómenos exóticos del Big Bang. Si existen, esos miniagujeros con una masa tan pequeña han de ser muy difíciles de detectar, como es difícil detectar gravitacionalmente a un asteroide. El tamaño de estos miniagujeros negros sería subatómico, lo que los haría más susceptibles a ser afectados por fenómenos cuánticos. Debido a sus características especiales, en algunos o bastantes aspectos los miniagujeros primigenios se comportarían de manera distinta a como lo hacen los agujeros negros de masas mayores.

En el universo actual, los miniagujeros negros primigenios no absorberían estrellas, sino que las atravesarían como un cuchillo pasando a través de un flan. La estrella afectada se recuperaría, pero el paso del agujero negro primigenio a través de ella dejaría huellas que durante algún tiempo serían detectables mediante la técnica ideada por el equipo de Shravan Hanasoge, del Departamento de Geociencias de la Universidad de Princeton, y Michael Kesden del Centro para la Cosmología y la Física de Partículas de la Universidad de Nueva York.

Estos científicos han preparado simulaciones por ordenador del resultado visible de un miniagujero negro primordial pasando a través de una estrella.

Estos agujeros negros, reliquias teóricas del Big Bang, poseerían las propiedades que se le atribuyen a la materia oscura, y constituyen una de las varias identidades posibles que podría tener esa misteriosa materia.

Si los miniagujeros negros primordiales son la materia oscura, la gran cantidad de estrellas en nuestra galaxia (cerca de 100.000 millones) hace que un encuentro entre una de ellas y un miniagujero de esos sea inevitable.

Por lo tanto, como la cantidad de telescopios y satélites astronómicos que están escudriñando estrellas lejanas de la Vía Láctea va en aumento, también aumentan las probabilidades de observar los efectos del paso de un miniagujero negro primigenio a través de alguna de las estrellas de nuestra galaxia.

Fuente:

Solo Ciencia

14 de octubre de 2011

El Hubble 'capta' materia oscura en cúmulos de galaxias

Cúmulo de galaxias captado por el 'Hubble'. | NASA / ESA

Cúmulo de galaxias captado por el 'Hubble'. | NASA / ESA

El telescopio espacial Hubble de la NASA y la ESA ha logrado captar la imagen de un cúmulo de galaxias, llamado MAC J1206, con retorcidas formas que, según los astrónomos, son causadas por la misteriosa 'materia oscura', de la que se sabe que tiene el doble de gravedad y logra 'retorces' los rayos de luz.

Este es uno de los primeros datos conseguidos dentro de un proyecto internacional en el cual se quiere reconstruir mapas más detallados de esta misteriosa materia y sugiere que es algo mucho más denso de lo que se pensaba en el interior de estos racimos de cientos o miles de galaxias.

Hasta ahora, el equipo CLASH tiene identificada la presencia de materia oscura en 25 cúmulos masivos de galaxias y la ha observado en seis de ellos. Es un 'bulto' en la materia del Universo que se detecta únicamente midiendo los tirones que produce su fuerza de gravedad en la materia visible y observando cómo 'comba' el espacio-tiempo, del mismo modo que hay espejos en los parques de atracciones que deforman las imágenes.

Para los astrónomos, racimos como el MAC 1206 son laboratorios perfectos para estudiar estos efectos, dado que son las estructuras más masivas del universo ligadas por la gravedad. De hecho, actúan como lentes cósmicas gigantes, amplificando, torciendo y doblando cualquier luz que pase a través de ellas.

Estas distorsiones, según los científicos, son la prueba de que existe allí la materia oscura. Si sólo hubiera materia visible, serían mucho menores.

El racimo MAC 1206 está a 4.000 millones de años luz de la Tierra. El 'Hubble' logró captar 47 imágenes de sus lejanas galaxias, algo que es sólo posible con un telescopio espacial. De hecho, logra captar galaxias cuya luz es cuatro veces más débil de la que se pueden observar desde tierra. Sin embargo, en este proyecto se utilizan también telescopios terrestres, como el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Austral Europeo (ESO), que también está recogiendo imágenes de racimos de galaxias con algunos instrumentos.

Aún no se sabe cuándo se formaron estos cúmulos galácticos, aunque se estima que hace entre 9.000 y 12.000 millones de años, tan sólo 2.000 millones después del Big Bang. Si se probara que casi todas estas acumulaciones de galaxias tienen mucha materia oscura en su corazón central, se tendrían importantes pistas sobre la formación de la estructura del Universo.

Fuente:

El Mundo Ciencia

12 de octubre de 2011

Un túnel en los Andes para explorar el Cosmos

Xavier Bertou, junto a un acelerador de partículas en Bariloche.|EL MUNDO.ES

Xavier Bertou, junto a un acelerador de partículas en Bariloche.|EL MUNDO.ES

Las estructuras que más asociamos con el estudio del Cosmos son los observatorios astronómicos, ubicados en la cima de las montañas donde la atmósfera es transparente. Pero a la hora de estudiar los fenómenos más evasivos del espacio que nos rodea, los investigadores deben descender a las profundidades de la Tierra.

La comunidad científica pretende aprovechar la construcción de un túnel a través de los Andes, para establecer el primer laboratorio subterráneo del Hemisferio Sur. El propósito de los investigadores que conforman el Consorcio Latinoamericano de Experimentos Subterráneos (CLES), es avanzar en la solución de dos de los mayores enigmas de Universo: la composición de la materia oscura y las propiedades de los neutrinos.

El túnel de Agua Negra, de 14 kilómetros de longitud, es un proyecto de los gobiernos de Argentina, Brasil y Chile para comunicar la costa del Atlántico con la del Pacífico por medio de la así llamada carretera bioceánica. Su construcción, correspondiente al objetivo de integrar las economías de la región, comenzaría a mediados del 2012. Tras ser aprobada en el 2010, sus promotores repararon en que podría tener otros usos, aparte de la circulación de vehículos.

Fue así como nació la idea de crear el laboratorio ANDES (siglas en inglés de Agua Negra Deep Experimental Site) como elemento adicional, en la parte más profunda del túnel. Vale decir a 1.700 metros bajo la superficie.

Xavier Bertou, coordinador del programa en que participan científicos de los tres países mencionados, explicó a ELMUNDO.es que gran parte de los estudios de la materia oscura y de los neutrinos sólo se pueden realizar a tales profundidades para evitar la interferencia de los rayos cósmicos que permanentemente caen sobre la Tierra.

Provenientes del Sol, de explosiones de supernovas o de agujeros negros situados en el centro de remotas galaxias, unos 15 millones de partículas impactan cada metro cuadrado en un solo día. Pero una ínfima parte de esa radiación podría atravesar el manto rocoso, con lo cual el estudio de partículas con interacciones tan débiles como los neutrinos o de un "elemento fantasma" como es la materia oscura, se llevaría a cabo sin el estorbo de "ruidos" ajenos a los experimentos.

Comprobación de experimentos

Bertou, físico del Observatorio de Rayos Cósmicos Pierre Augel (Argentina) afirma que uno de las tareas del equipo será blindar los experimentos que se realicen por medio del acelerador de partículas, del ruido de los vehículos que transiten por el túnel.

Los científicos creen que la materia oscura conforma cerca del 85% de nuestro Universo y más del 90% si se le suma la energía oscura. En consecuencia, lo visible sólo constituye una parte ínfima del cosmos. "Determinar la naturaleza de esa materia es uno de los mayores desafíos de la cosmología moderna y de la física de altas energías", sostiene Bertou.

Los neutrinos son partículas subatómicas que atraviesan la Tierra a miles de millones por segundo. Se sospecha que su velocidad es superior a la de la luz, por tanto desafían uno de los fundamentos de la Teoría de la Relatividad de Einstein. A juicio del científico argentino-francés, entender su comportamiento es "descender al nivel más básico de la Física".

El laboratorio estaría conformado por dos galerías perpendiculares al túnel vehicular, de 25 metros de altura por 20 de ancho y 50 de longitud, conectadas a un pozo cilíndrico de 15 a 20 metros de diámetro por 20 de profundidad. La superficie total del complejo sería de 2.500 metros cuadrados y el coste de su construcción rondaría los 11 millones de euros.

"Los aparatos de medición funcionarán de forma permanente y por muchos años -el tiempo de vida de un detector de partículas es de entre tres y cinco años- siendo operados por tres investigadores que cumplirá un horario normal de trabajo", señala Bertou. A la pregunta de si estar encerrados en las profundidades de la Tierra no puede afectar la salud del equipo, el físico responde "no más de lo que les afectaría trabajar en el sótano de su casa".

Fuente:

El Mundo Ciencia

23 de junio de 2011

La violenta historia del cúmulo de Pandora

El colosal choque de cuatro cúmulos galácticos que se prolongó durante 350 millones de años originó este monstruo espacial



Un equipo de científicos del Observatorio Europeo Austral (ESO) ha logrado recomponer la compleja y violenta historia del cúmulo de galaxias Abell 2744, apodado cúmulo de Pandora. Su existencia fue provocada por el encuentro simultáneo de cuatro cúmulos de galaxias distintos, un colosal choque que se prolongó durante 350 millones de años y que ha producido extraños efectos nunca antes observados de manera conjunta.

Los cúmulos de galaxias son las mayores estructuras en el cosmos; contienen literalmente trillones de estrellas. La manera en que se forman y se desarrollan a través de repetidas colisiones tiene profundas consecuencias en nuestra comprensión del Universo. Cuando grandes cúmulos de galaxias chocan entre sí, el caos resultante es un tesoro de información para los astrónomos. Mediante el estudio de uno de los cúmulos en colisión más complejos e inusuales en el cielo, el equipo consiguió armar las piezas de la historia de Pandora. «Así como el investigador de un choque va uniendo las piezas que causaron un accidente, nosotros podemos usar las observaciones de estos múltiples choques cósmicos para reconstruir eventos que ocurrieron durante un período de cientos de millones de años», explica Julian Merten, uno de los investigadores. «Esto nos revela cómo se formaron las estructuras en el Universo y cómo interactúan entre sí diferentes tipos de materia cuando se encuentran y chocan»,

«Lo bautizamos como el cúmulo de Pandora porque muchos fenómenos diferentes y extraños se desencadenaron a causa de la colisión. Algunos de estos fenómenos nunca antes habían sido observados», agrega Renato Dupke, otro integrante del equipo. Abell 2744 pudo ser estudiada como nunca antes gracias a la combinación de datos obtenidos con el Very Large Telescope de ESO en Cerro Paranal (Chile), el telescopio japonés Subaru, el Telescopio Espacial Hubble, y el Observatorio espacial Chandra de Rayos-X de la NASA.

Las galaxias en el cúmulo son claramente visibles en las imágenes del VLT y el Hubble. Si bien las galaxias son brillantes, solo se puede apreciar el 5% de su masa. El resto es gas (cerca de un 20%), que por su alta temperatura sólo emite rayos-X, y energía oscura (cerca de un 75%), que es completamente invisible. Para comprender lo que ocurre en esta colisión el equipo necesitó trazar un mapa de las posiciones de todos los tipos de masa en Abell 2744.

Donde está la materia oscura

La materia oscura es particularmente escurridiza ya que no emite, absorbe o refleja luz (de ahí su nombre), sino que sólo se hace perceptible a través de su atracción gravitacional. Para marcar con exactitud la ubicación de esta misteriosa sustancia, el equipo aprovechó un fenómeno conocido como lente gravitacional, que corresponde a la curvatura de los rayos de luz provenientes de galaxias distantes al pasar a través de campos gravitacionales presentes en el cúmulo. El resultado es una serie de reveladoras distorsiones en las galaxias del fondo observadas con el VLT y el Hubble. Trazando cuidadosamente la forma en que estas imágenes son distorsionadas, es posible trazar un mapa bastante preciso de la ubicación de la materia oscura.

Al parecer la compleja colisión ha separado parte del gas caliente y la materia oscura, por lo que éstas ahora se encuentra separadas una de la otra y de las galaxias visibles. El cúmulo de Pandora combina varios fenómenos que solamente han podido ser observados de manera aislada en otros sistemas.

Características incluso más extrañas yacen en las partes exteriores del cúmulo. Una región contiene una gran cantidad de materia oscura, pero no posee galaxias luminosas ni gas caliente. Esta caótica distribución podría estar insinuando a los astrónomos algo sobre el comportamiento de la materia oscura y cómo los variados ingredientes del Universo interactúan entre sí.

Fuente:

ABC

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