Energia oscura

[Ricardo G. Silveira]

[FONT=Times New Roman]Me parece que este tema es muy interesante dentro del avance de la comprensión de la naturaleza de nuestro Universo dentro del campo de la Física. Por que desde que se detecto la aceleración de la expansión del espacio-tiempo, hace que se replanteen nuevos enfoques para poder explicar dicho fenómeno.[/FONT]

[FONT=Times New Roman]La energía oscura es una forma hipotética de [/FONT][FONT=Times New Roman]energía[/FONT][FONT=Times New Roman] que impregna todo el espacio, produce una presión negativa y tiende a incrementar la [/FONT][FONT=Times New Roman]aceleración de la expansión del Universo[/FONT][FONT=Times New Roman], resultando en una fuerza gravitacional repulsiva. Asumir la existencia de la energía oscura es la manera más popular de explicar las observaciones recientes en las que el Universo parece estar [/FONT][FONT=Times New Roman]expandiéndose[/FONT][FONT=Times New Roman] con una tasa de aceleración. La energía oscura actualmente aporta casi tres cuartas partes de la masa-energía total del Universo y llena uniformemente el espacio vacío.[/FONT]

[FONT=Times New Roman]Una posible forma de energía oscura es la [/FONT][FONT=Times New Roman]constante cosmológica[/FONT][FONT=Times New Roman]. Se dice que la constante cosmológica se origina en la [/FONT][FONT=Times New Roman]energía del vacío[/FONT][FONT=Times New Roman]. Al fin de cuentas, el Dr. Einstein parece que no se equivoco con lo de la constante cosmológica. Pero fue a la inversa de lo que creía, lejos de ser una fuerza que contiene la expansión del Universo, esta energía oscura acelera la misma, aunque se cree que varia en el tiempo. Saludos a todos RS[/FONT]

[carroza]

Re: Energia oscura

Hola.

Siempre he pensado que el término "energia oscura", aunque indudablemente tiene gancho mediatico, parece poco adecuado.

En relatividad, masa y energia son equivalentes, y su sitio en las ecuaciones de einstein es en el tensor energia-momento. La "materia oscura", al igual que el resto de la materia y/o energía , aparece en el tensor energia momento.

la "energia oscura", como dice Ricardo, es un termino que aparece en las ecuaciones de Einstein, proporcional al tensor metrico por la constante cosmologica. No tiene nada que ver con el resto de la energía.


Quizas alguien del foro pueda explicarnos el origen del término.

[pod]

Re: Energia oscura

Hola.

Siempre he pensado que el término "energia oscura", aunque indudablemente tiene gancho mediatico, parece poco adecuado.

En relatividad, masa y energia son equivalentes, y su sitio en las ecuaciones de einstein es en el tensor energia-momento. La "materia oscura", al igual que el resto de la materia y/o energía , aparece en el tensor energia momento.

la "energia oscura", como dice Ricardo, es un termino que aparece en las ecuaciones de Einstein, proporcional al tensor metrico por la constante cosmologica. No tiene nada que ver con el resto de la energía.


Quizas alguien del foro pueda explicarnos el origen del término.

Ciertamente, la masa es una de las posibles formas de energía (lo que en terminología arcaica se llamaba "energía en reposo").

Sin querer ser un repaso histórico riguroso, cuando se descubrió experimentalmente (observando supernovas tipo 2) que la expansión estaba acelerada, hubo una inundación de posibles explicaciones (de hecho, recuerdo que se intentó explicar diciendo que la constante de estructura fina en el pasado era diferente; por lo que la radiación de la SNII era diferente de origen, no por red-shift).

Bien, cuando uno intenta explicar la aceleración mediante métodos gravitatorios, tiene dos posibilidades: es algo inherente a la gravitación, o hay algo en el universo que lo causa. En la primera vía destaca básicamente la resurrección de la "constante cosmológica" de Einstein (por lo "bonito" que queda decir que el genio lo acertó incluso equivocándose; cosa que a mi me da algo de repelús). Pero hay otros intentos de hacer esto modificando la gravedad en sí, por ejemplo, la renormalización de G con la distancia; yo tuve una compañera que le tocó hacer uno de sus trabajos de DEA en esto, aunque la comunidad en general nunca ha hecho mucho caso.

Lo más común es introducir una componente al universo que tiene el efecto de acelerar la expansión. El ejemplo más clásico vuelve a ser un término en el tensor de energía-momento proporcional a la métrica, que viene a ser lo mismo que una constante cosmológica cambiada al otro lado de la ecuación. Esto equivale a tener una densidad de energía constante en todos los puntos del universo. Y como esa energía no se puede ver, no produce radiación observable (luz) experimentalmente, se la llamó oscura.

Pero esta no es la única forma de encontrar una componente del universo que cause aceleración, ni mucho menos. Basta con tener un campo cuyo potencial cumpla un par de condiciones para tenerlo. Y hay una pleyade de modelos (yo por lo menos estudié 4 en uno de mis trabajo de DEA aunque nos centremos más en inflación que en quintaeséncia). En mi opinión, este es uno de los problemas; que sea tan fácil encontrar modelos que den lo que quieres, hace que sea difícil discriminar algún modelo como correspondiente con la realidad. Harán falta más datos experimentales, y refinar las teorías mucho más antes de saber nada útil...

[carroza]

Re: Energia oscura

Lo más común es introducir una componente al universo que tiene el efecto de acelerar la expansión. El ejemplo más clásico vuelve a ser un término en el tensor de energía-momento proporcional a la métrica, que viene a ser lo mismo que una constante cosmológica cambiada al otro lado de la ecuación. Esto equivale a tener una densidad de energía constante en todos los puntos del universo. Y como esa energía no se puede ver, no produce radiación observable (luz) experimentalmente, se la llamó oscura.

La interpretación de $\Lambda g_{ij}$ como una densidad de energía constante tiene el problema de que entonces, en un universo en expansión, esa "energía" crece indefinidamente. Parece que uno tendría un proceso continuo de creación de energia oscura, no?

[pod]

Re: Energia oscura

La interpretación de $\Lambda g_{ij}$ como una densidad de energía constante tiene el problema de que entonces, en un universo en expansión, esa "energía" crece indefinidamente. Parece que uno tendría un proceso continuo de creación de energia oscura, no?

No, eso no es un problema. Todos estos modelos vienen de una componente del universo (un campo) que va bajando por un potencial que tiene tal forma que la ecuación de estado es $p = -\rho$. La energía que gana el universo es la que pierde el campo al bajar por el potencial. Conservación de la energía.

NOTA: Para tener aceleración positiva en la aceleración no es necesaria esa ecuación de estado; hay una gamma de ecuaciones de estado que pueden dar lugar a aceleración Lo que pasa es que esa es la única que da lugar a un término tipo constante cosmológica en el tensor de energía momento.

[alshain]

Re: Energia oscura

Quizas alguien del foro pueda explicarnos el origen del término.

El término aparece según wikipedia por primera vez en este papel:

Prospects for probing the dark energy via supernova distance measurements

Que es unos meses posterior a los descubrimientos de la inesperada luminosidad de las supernovas 1a, que han sido interpretados como indicio de una aceleración de la expansión.

El uso de "oscura" está claro, ya que es un componente indetectado. El término quizás puede ser confuso en el uso de "energía", aunque quizás sea debido que ejerce una presión, ya que la materia usual, y con ella la época de dominio de la materia, se caracteriza por p = 0.

Un saludo.

[knd angel]

Re: Energia oscura

hola
primero que todo si la materia oscura fuera la responsable de la expancion del universo tendria que estar distribuida por todo el borde del universo de una forma de que llegue a ser esferico.
entonces estariamos encerrados en una esfera de materia oscura y eso tal vez esplicaria la expancion del universo, pero eso seria muy inimaginable espero que lo entienda entonces seria algo que no se podria explicar de ¿donde salio tanta materia oscura?

[pod]

Re: Energia oscura

hola
primero que todo si la materia oscura fuera la responsable de la expancion del universo tendria que estar distribuida por todo el borde del universo de una forma de que llegue a ser esferico.
entonces estariamos encerrados en una esfera de materia oscura y eso tal vez esplicaria la expancion del universo, pero eso seria muy inimaginable espero que lo entienda entonces seria algo que no se podria explicar de ¿donde salio tanta materia oscura?

No confundas energía oscura con materia oscura, son cosas diferentes. Además, el universo en realidad no tiene ningún borde... la energía oscura está distribuida en todo el universo de forma uniforme, y pese a eso no interacciona con la materia ordinaria excepto gravitatoriamente; en este caso, dada sus características, actúa como una fuente de gravedad repulsiva, por eso tiende a acelerar la expansión del universo (que no es lo mismo que decir que es la única responsable de la expansión, sólo la acelera).

[knd angel]

Re: Energia oscura

hola
si la materia ordinaria genera energia ¿porque no la materia oscura? generaria energia oscura esa materia y se manisfestaria en forma repulsiva hipoteticamente entonces no tiene logica decir que son diferentes podrian hasta ser equivalente.

[pod]

Re: Energia oscura

hola
si la materia ordinaria genera energia ¿porque no la materia oscura? generaria energia oscura esa materia y se manisfestaria en forma repulsiva hipoteticamente entonces no tiene logica decir que son diferentes podrian hasta ser equivalente.

No, no es así. Pese a que tengan nombres similares, corresponden a fenómenos muy diferentes. Ambas se llaman "oscura" por el simple hecho de que no se "ven" con detección electromagnética (óptica, radio, gamma, etc.). Es lo único que las dos tienen en común.

La materia oscura juega un papel importante en la formación de estructuras, como las galaxias. Se acumula en grandes cantidades gracias a su gravedad atractiva (es decir, es materia usual desde el punto de vista gravitatorio), y crea un pozo gravitatorio en el que queda atrapada la materia visible (las estrellas).

La materia oscura, debido a $E = m c^2$, naturalmente también posee cierta energía en reposo. Pero esa energía no se corresponde a la "energía oscura", no dejes que los nombres te confundan. De hecho, hay como tres veces más "energía oscura" que "energía en reposo de la materia oscura", así que no son lo mismo ni de cerca.

[knd angel]

Re: Energia oscura

así que no son lo mismo ni de cerca.[/quote]

lo unico que estoy esponiendo es lo que compredo de las dos teorias por su estructura global no cuantica (miralo del punto cuantico es como ver un ciego escribir) si tienes una estructura a nivel cuantico estable lo publicas y haste famoso todo no puede ser explicado por la fisica cuantica tenlo en cuenta para la prosima vez

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Re: Energia oscura

lo unico que estoy esponiendo es lo que compredo de las dos teorias por su estructura global no cuantica (miralo del punto cuantico es como ver un ciego escribir) si tienes una estructura a nivel cuantico estable lo publicas y haste famoso todo no puede ser explicado por la fisica cuantica tenlo en cuenta para la prosima vez

¿Qué?

[Ricardo G. Silveira]

Re: Energia oscura

[FONT=Times New Roman]Revisando el tema de la energía oscura, me encontré con una noticia que apareció hace un tiempo en BBCMundo que decía “que era una fuerza misteriosa” y que ha sido parte del espacio por lo menos desde hace 9.000 millones de años. Esa fue la conclusión ha que llegaron los astrónomos que realizaron un estudio de tres años utilizando el telescopio espacial Hubble.[/FONT]

[FONT=Times New Roman]El resultado podría modificar algunas teorías sobre una hipotética modificación de la fuerza de la energía oscura a través del tiempo. Un 70% del Universo está compuesto de energía oscura. El resto es materia oscura (25%) y materia común (5%) dijeron.[/FONT]

[FONT=Times New Roman]Parece que la energía oscura ya estaba acelerando la expansión del Universo desde hace 9.000 millones de años", dijo uno de los investigadores. El hallazgo es consistente con la teoría de Albert Einstein sobre la existencia necesaria de una especie de "gravedad negativa". Einstein formuló la idea de una "constante cosmológica" que equilibra la fuerza de atracción de la gravedad, y esa idea ha cobrado relevancia debido a recientes mediciones que indican una expansión acelerada del Universo.[/FONT]

[FONT=Times New Roman]El estudio de tres años sugiere que la energía oscura no cambia, que ha tenido las mismas propiedades a lo largo del tiempo. Las conclusiones científicas se basan en el efecto de la energía oscura sobre antiguas supernovas, las cuales son vistas como indicadores de la expansión del Universo. El tema de la energía oscura sigue siendo uno de los grandes misterios. "Entender la naturaleza de la energía oscura es el mayor problema que encara la física en la actualidad" dijo uno de los especialistas que se aboco a la investigación.[/FONT]

[FONT=Times New Roman]RS [/FONT]