Divulgación Materia y energía oscura

[C1945]

[FONT=Verdana]Hola a los científicos y a los que están en vías de serlo.[/FONT]

[FONT=Verdana]Estuve viendo por televisión un programa que creo que se llamaba “El universo elegante”. [/FONT][FONT=Verdana]Me pareció de muy buen nivel y serio. [/FONT]

[FONT=Verdana]El tema era la llamada “teoría standard” sobre el universo. Esta teoría plantea que el universo está formado por tres elementos que son: la materia conocida, protones, electrones, etc. (4 %); la materia oscura (20 %) y la energía oscura (76 %).[/FONT]

[FONT=Verdana]Me pareció muy honesto que en el programa entrevistaran a científicos que estaban a favor y en contra de esta teoría. Los críticos además de augurar que la energía y la materia oscura nunca serían encontradas, por ser una especie de facilismo sobre lo que no se entiende sobre la rotación de las galaxias y la expansión acelerada del universo, hacían entender que la búsqueda de estas cosas misteriosas implicaba enormes inversiones para las entidades patrocinantes y ganancias y diversión para los científicos participantes.[/FONT]

[FONT=Verdana]La pregunta que me surge es por que habiendo tanta materia oscura y siendo esta generadora de gravedad, no se han observado nunca zonas del espacio que concentren materia oscura al igual que lo que ocurre con las estrellas y planetas. Me refiero al equivalente de una estrella pero de materia oscura.[/FONT]

[FONT=Verdana]Si pensamos que hay zonas del espacio que contienen gas y materia oscura, ambos elementos debieran ser los generadores de estrellas, con lo que cada estrella o planeta debiera contener un gran porcentaje de materia oscura, sin embargo el cálculo que los científicos hacen de la masa de estos astros no implican para nada esta materia oscura.[/FONT]

[FONT=Verdana]Hasta nosotros debiéramos estar formados por un porcentaje de materia oscura. [/FONT]

[FONT=Verdana]No me hagan el chiste de que algunos concentramos esta materia oscura en la zona del cerebro.[/FONT]

[FONT=Verdana]Alguien puede echar un poco de luz en esta oscuridad.[/FONT]

[Etellion]

Re: Materia y energía oscura

Lo que tengo leido sobre materia oscura, es que esta surge de la necesidad de explicar una desviacion de los modelos que recrean la rotacion de galaxias...pero lo que se sabe de ella como se suele decir, es poco.

En la wikipedia sale esto:

Recientemente (2005), los astrónomos de la Universidad de Cardiff dicen que han descubierto una galaxia compuesta casi enteramente de materia oscura, a 50 millones de años luz del Cúmulo de Virgo, que fue nombrada VIRGOHI21.[11] Inusualmente, VIRGOHI21 no parece contener ninguna estrella visible: fue vista con observaciones de radio-frecuencia de hidrógeno. Basada en los perfiles de rotación, los científicos estiman que este objeto contiene aproximadamente 1000 veces más energía oscura que el hidrógeno y tiene una masa total de un décimo de la Vía Láctea en la que vivimos. Por comparación, la Vía Láctea se cree que tiene unas 10 veces tanta materia oscura que materia ordinaria. Los modelos del Big Bang y de la Estructura a gran escala del Universo han sugerido que tales galaxias oscuras deberían ser muy comunes en el Universo, pero ninguna ha sido detectada previamente. Si la existencia de esta galaxia oscura es confirmada, proporcionará una gran prueba para la teoría de la formación de galaxias y plantea problemas para explicaciones alternativas a la materia oscura.

A ver si sale alguien a explicar un poco esto de la materia oscura...y porque pesamos lo que pesamos, sin contar materias oscuras xd

[ser humano]

Re: Materia y energía oscura

la verdad es que me parece interesantes las incognitas que planteas, y no tengo las respuestas certeras a ellas.en wikipedia dice:

La composición de la materia oscura se desconoce, pero puede incluir neutrinos ordinarios y pesados, partículas elementales recientemente postuladas como los WIMPs y los axiones, cuerpos astronómicos como las estrellas enanas y los planetas (colectivamente llamados MACHOs) y las nubes de gases no luminosos. Las pruebas actuales favorecen los modelos en que el componente primario de la materia oscura son las nuevas partículas elementales llamadas colectivamente materia oscura no bariónica.

creo que en donde dice "estrellas enanas" deberia decir "estrellas enanas marrones", ya que de lo contrario se podria medir la radiacion que emite bien distinguida del "ruido" de fondo.
algunas observaciones que estan a mi alcance:
si se trataran de particulas, las cuales desconocemos sus carcteristicas, es decir no podemos saber que es lo que hace y que es lo que no hace (solamente suponemos que interactuan gravitacionalmente coo lo hace la materia ordinaria), tampoco podemos saber si pueden generar algun tipo de enlace con la materia que esta a nuestro alcasnce, como tampoco saber si pueden generar enlaces fuertes entre ellos, mas alla del gravitacional.
por otro lado, no necesariamente se tienen que generar un cumulo de materia cuando hay pequeñas particulas, esto se puede observar en los anillos de saturno (o tranquilamente en el mismo sistema solar, ya que no nos vamos acercando al sol, sino todo lo contrario).

espero que mi pequeño aporte sea de ayuda, saludos
espero leer mas respuestas

[Trucao]

Re: Materia y energía oscura

[FONT=Verdana]
[FONT=Verdana]La pregunta que me surge es por que habiendo tanta materia oscura y siendo esta generadora de gravedad, no se han observado nunca zonas del espacio que concentren materia oscura al igual que lo que ocurre con las estrellas y planetas. Me refiero al equivalente de una estrella pero de materia oscura.[/FONT]

Como indica su nombre, no emiten luz, y, por el momento, todos las observaciones se hacen con respecto a la luz que emite el objeto de estudio.

[FONT=Verdana]Hasta nosotros debiéramos estar formados por un porcentaje de materia oscura. [/FONT]

Neutrinos y fotones se han detectado, sin embargo no forman parte de nuestra estructura.
Probablemente la materia oscura actúe a escalas mayores que el tamaño del sistema solar debido a alguna propiedad que nos es desconocida.
Se espera que los experimentos del LHC puedan ayudar a entender mejor la materia oscura.

Saludos

[arreldepi]

Re: Materia y energía oscura

[FONT=Verdana]Hola a los científicos y a los que están en vías de serlo.[/FONT]

[FONT=Verdana]Estuve viendo por televisión un programa que creo que se llamaba “El universo elegante”. [/FONT][FONT=Verdana]Me pareció de muy buen nivel y serio. [/FONT]

[FONT=Verdana]El tema era la llamada “teoría standard” sobre el universo. Esta teoría plantea que el universo está formado por tres elementos que son: la materia conocida, protones, electrones, etc. (4 %); la materia oscura (20 %) y la energía oscura (76 %).[/FONT]

[FONT=Verdana]Me pareció muy honesto que en el programa entrevistaran a científicos que estaban a favor y en contra de esta teoría. Los críticos además de augurar que la energía y la materia oscura nunca serían encontradas, por ser una especie de facilismo sobre lo que no se entiende sobre la rotación de las galaxias y la expansión acelerada del universo, hacían entender que la búsqueda de estas cosas misteriosas implicaba enormes inversiones para las entidades patrocinantes y ganancias y diversión para los científicos participantes.[/FONT]

[FONT=Verdana]La pregunta que me surge es por que habiendo tanta materia oscura y siendo esta generadora de gravedad, no se han observado nunca zonas del espacio que concentren materia oscura al igual que lo que ocurre con las estrellas y planetas. Me refiero al equivalente de una estrella pero de materia oscura.[/FONT]

[FONT=Verdana]Si pensamos que hay zonas del espacio que contienen gas y materia oscura, ambos elementos debieran ser los generadores de estrellas, con lo que cada estrella o planeta debiera contener un gran porcentaje de materia oscura, sin embargo el cálculo que los científicos hacen de la masa de estos astros no implican para nada esta materia oscura.[/FONT]

[FONT=Verdana]Hasta nosotros debiéramos estar formados por un porcentaje de materia oscura. [/FONT]

[FONT=Verdana]No me hagan el chiste de que algunos concentramos esta materia oscura en la zona del cerebro.[/FONT]

[FONT=Verdana]Alguien puede echar un poco de luz en esta oscuridad.[/FONT]

Hola,

Como ya te han comentado, la materia oscura es una materia que ni absorbe ni emite luz, cosa que hace que sea algo más difícil de detectar. Además, se piensa que no está formada por la materia usual (bariones), cosa que añade más dificultad, ya que no reaccionara con nada de lo que conocemos.

Pero sí que se han observado pruebas algo "evidentes" de que debe de existir:

1. En un cúmulo de galáxias, éstas se encuentran unidas a otras donde orbitan debido a efectos gravitacionales. De manera que, la fuerza TOTAL que actúa sobre las galaxias más alejadas debe de ser mayor que la que actúa sobre las galaxias más cercanas, cosa que haría que la velocidad de las más cercanas fuese bastante menor que la de las más alejadas. No obstante, se veía que había una gran uniformidad con la velocidad de las más alejadas en comparación con las que se encontraban al centro. Cosa que hacía pensar la existencia de alguna materia no luminosa "por ahí en medio" que hacía que sucediese eso con la velocidad.
2. Años más tardes, se observó que para que las estrellas quedasen atrapadas en según qué estructuras, las galaxias en las que se encontraban debían de estar envueltas en nubes de otro tipo de matéria, capaz de retener las estrellas en su interior.
3. El siguiente caso, tiene que ver con las lentes gravitacionales (sucesos predichos por Einstein que dice que un rayo de luz modifica su trayectoria al pasar cerca de un cuerpo). La relatividad general, dice que la materia y la energía curvan el espacio tiempo, por tanto, un fotón seguira dicha trayectoria (que debería ser rectilínea) y observaremos una curva en su movimiento. Este suceso, es calculable. Lo que sucedía era que los cálculos, generalemente, predcían una desviación menor a la que veían. Entonces, calculando la diferencia entre lo esperado y lo obtenido, pudieron determinar cuál debería ser el porcentaje y la distribución de materia oscura a gran escala.

Además, en los primeros años del Universo, debido a la elevada presión y temperatura, los núcleos atómicos no podían unirse a los electrones, en cambio, la materia oscura, que no es afectada por la radiación, podía agruparse formano nubes de materia oscura. Entonces, una vez la materia normal fue liberada de la radiación (cuando se crean los primeros átomos neutros), la materia oscura tenía suficiente concentración como para atraer la materia normal a su seno, donde estrellas galaxias y otros se han ido formando.

Se dice, que si la materia oscura no hubiese existido, la materia barionica se hubiese ido diluyendo por el espacio (y no existiríamos ).

Un saludo!

[C1945]

Re: Materia y energía oscura

Estimado Trucao, dices:

Como indica su nombre, no emiten luz, y, por el momento, todos las observaciones se hacen con respecto a la luz que emite el objeto de estudio.

Los agujeros negros tampoco emiten luz pero pueden ser detectados por el desvío de la luz al pasar por el espacio curvado en su entorno. De la misma forma se detecta la presencia de supuesta materia oscura en el entorno de las galaxias.
Estrellas de materia oscura, en caso de existir, debieran ser detectadas con el mismo método y considerando que hay mucha más materia oscura que barionica el universo estaría plagado de este tipo de objetos. Lamentablemente las observaciones no indican su existencia y la galaxia VIRGO H121 que menciona Estellion parece ser un proyecto de galaxia que no logró serlo por su muy baja densidad de materia conocida. Además parece haber muchas otras galaxias de este tipo y ya han sido muy bien estudiadas.

Ser Humano nos dice respecto de la materia oscura:

Si se tratara de particulas, de las cuales desconocemos sus caracteristicas, es decir no podemos saber que es lo que hacen y que es lo que no hacen (solamente suponemos que interactuan gravitacionalmente como lo hace la materia ordinaria), tampoco podemos saber si pueden generar algun tipo de enlace con la materia que esta a nuestro alcance, como tampoco saber si pueden generar enlaces fuertes entre ellos, mas alla del gravitacional.


Y Trucao complementa:

Probablemente la materia oscura actúe a escalas mayores que el tamaño del sistema solar debido a alguna propiedad que nos es desconocida.


Me parece que son demasiadas las cosas que no se conocen para estar tan seguros de su existencia.
Tal vez sea hora de pensar el otra alternativa.

Arreldepi nos dice:

En los primeros años del Universo, debido a la elevada presión y temperatura, los núcleos atómicos no podían unirse a los electrones, en cambio, la materia oscura, que no es afectada por la radiación, podía agruparse formano nubes de materia oscura. Entonces, una vez que la materia normal fue liberada de la radiación (cuando se crean los primeros átomos neutros), la materia oscura tenía suficiente concentración como para atraer la materia normal a su seno, donde estrellas galaxias y otros se han ido formando.
Se dice, que si la materia oscura no hubiese existido, la materia barionica se hubiese ido diluyendo por el espacio.

Tu descripción es exactamente lo que me induce a pensar que todos los objetos observables en el universo debieran estar compuestos por un gran porcentaje de materia oscura. Pero la realidad no lo confirma.

Esperar que los experimentos del LHC puedan ayudar a entender mejor la materia oscura, me suena como a patear la pelota fuera de la cancha.
La historia de la ciencia nos muestra que las soluciones conflictivas a un problema determinado terminan siendo reemplazadas por otras soluciones mejores o al menos más ajustadas a las observaciones.

Mantengamos el espíritu crítico hasta que razón quede satisfecha y sigamos pensando y estudiando.

[arreldepi]

Re: Materia y energía oscura

Los agujeros negros tampoco emiten luz pero pueden ser detectados por el desvío de la luz al pasar por el espacio curvado en su entorno. De la misma forma se detecta la presencia de supuesta materia oscura en el entorno de las galaxias.
Estrellas de materia oscura, en caso de existir, debieran ser detectadas con el mismo método y considerando que hay mucha más materia oscura que barionica el universo estaría plagado de este tipo de objetos.

¿Por qué piensas que existen "estrellas" de materia oscura? Simplemente puede que sea un lugar con una gran concentración de materia oscura no? (aunque bueno, de eso no sé nada eh). Pero igualmente, un agujero negro sí que está formado por materia barionica y absorbe luz. En cambio, la materia oscura, ni sabemos de qué está echa ni emite/absorbe luz.

Me parece que son demasiadas las cosas que no se conocen para estar tan seguros de su existencia.
Tal vez sea hora de pensar el otra alternativa.

Pero es que se sabe que hay algo que conlleva los efectos que he mencionado antes, que se le llame "materia oscura" o "materia que no podemos detectar porque no juega con la luz ni con el resto de partículas detectables y conocidas" da igual, pero lo que hay es algo de lo que aún se desconoce su composición, pero estar, está.

Tu descripción es exactamente lo que me induce a pensar que todos los objetos observables en el universo debieran estar compuestos por un gran porcentaje de materia oscura. Pero la realidad no lo confirma.

Esperar que los experimentos del LHC puedan ayudar a entender mejor la materia oscura, me suena como a patear la pelota fuera de la cancha.
La historia de la ciencia nos muestra que las soluciones conflictivas a un problema determinado terminan siendo reemplazadas por otras soluciones mejores o al menos más ajustadas a las observaciones.

Los experimentos y observaciones demuestran que hay más materia desconocida que conocida, es decir, la realidad lo confirma (los casos que he expuesto antes son ejemplos).

Ya hay hipótesis sobre qué puede ser la materia oscura, hay varios modelos, pero los más conocidos son la materia oscura caliente y la fría. La fría es la que más atrae a los físicos ya que sus propiedades encajan con la evolución y el comportamiento que ha ido siguiendo el Universo. Si las partículas que forman parte del modelo de la materia oscura fría aparecen en el LHC, quizás se dé un paso adelante a comprender cuál es su composición, pero en el LHC no aparecerá "materia oscura" porque materia oscura es sólo un nombre.

Un saludo.

[pod]

Re: Materia y energía oscura

La materia oscura está formada por partículas no interactuantes (sólo sienten la gravedad, no las otras tres fuerzas), y además bastante masivas. Nosotros (igual que muchas otras estructuras del universo) existimos por que nuestras partículas interactúan entre ellas usando interacciones fuertes. En particular, la interacción más importante para mantener cuerpos sólidos es la interacción electromagnética. Las interacciones nucleares son imprescidnibles para que una estrella produzca luz. Como la materia oscura no es capaz de participar en esas interacciones, no puede formar parte de nosotros ni formar estrellas.

La materia oscura se concentra en "grumos" de material galáctico. Al empezar el universo, unos segundos más tarde del big bang, todo era bastante uniforme. Las fluctiaciones de densidad eran muy minúsculas. Pero el colapso gravitatorio las fue agrandando poco a poco. En el momento en que se emitió la radiación de fondo, las fluctiaciones eran muy pequeñas, pero suficiente para poderlas detectar hoy en día (buscar información sobre el satélite WMAP, que las ha medido con tal precisión que dentro de unos años les darán el Nobel). Hasta llegar hoy día, esos grumos se han condensado hasta el tamaño de las galaxias y estructuras más grandes (eso se ha comprobado con cálculos y simulaciones).

De hecho, esos grumos de materia oscura son los pozos de potencial que capturan la materia usual, formando las galaxias. Pero como la materia oscura no interacciona entre sí (excepto gravitatoriamente), al acumularse simplemente se queda ahí formando una enorme esfera, un pozo de potencial que atrae las estrellas que se van formando y el gas.

Eso significa que a la escala del sistema solar, el "baño de materia oscura" es prácticamente uniforme. Varía a escala galáctica, no planetaria. Un baño uniforme no produce alteraciones gravitatorias, por eso no hay ninguna observación a escala del sistema solar que nos permita darnos cuenta que hay una materia oscura que lo inunda todo y nos atraviesa sin interactuar apenas con nosotros.

Y todo esto "se sabe muy bien". Se hacen cálculos y simulaciones por ordenador, y los resultados son coherentes con la observación de la naturaleza. De hecho, en 2006 Chandra encontró la primera prueba directa de la existencia de la materia oscura.

Paradógicamente, aunque sabemos muy bien como se comporta la materia oscura, debido a su naturaleza poco-interactuante hoy en día no sabemos de que partícula está compuesta. Se supone que debe ser una partícula del MSSM (modelo estándar ampliado para contener las partículas supersimétricas compañeras de las actuales); concretamente la partícula más ligera de las compañeras supersimétricas (si no fuera la más ligera, podría decaer con un tiempo de vida muy inferior al tiempo del universo). En la mayoría de modelos, la partícula supersimétrica más ligera es el neutralino.