Energía oscura, materia oscura
A principios de 1990, una cosa estaba bastante seguro acerca de la expansión del Universo. Podría tener suficiente densidad de energía para detener su expansión y colapsar, podría tener tan poca densidad de energía que nunca dejaría de expandirse, pero estaba seguro de la gravedad para desacelerar la expansión como el paso del tiempo. Por supuesto, no se había observado la desaceleración, pero, en teoría, el Universo tenía que reducir la velocidad. El Universo está lleno de materia y la fuerza de atracción de la gravedad tira de toda la materia en conjunto. Luego vino 1998 y el Telescopio Espacial Hubble (HST) observaciones de supernovas muy distantes que demostraron que, hace mucho tiempo, el Universo fue en realidad la ampliación más lentamente de lo que es hoy. Así que la expansión del Universo no se ha ralentizado debido a la gravedad, como todo el mundo pensaba, se ha ido acelerando.Nadie esperaba esto, nadie sabía cómo explicarlo. Pero algo estaba causando.
Con el tiempo los teóricos se acercó con tres tipo de explicaciones. Tal vez fue el resultado de una versión descartada largo de la teoría de Einstein de la gravedad, que contenía lo que se llamó una "constante cosmológica". Tal vez había algún tipo extraño de la energía del fluido que llena el espacio.Tal vez hay algo mal con la teoría de Einstein de la gravedad y una nueva teoría podría incluir algún tipo de campo que crea esta aceleración cósmica. Los teóricos todavía no saben cuál es la explicación correcta es, pero se han dado a la solución de un nombre. Se llama energía oscura.
¿Qué es la energía oscura?
Más no se conoce que se conoce. Sabemos cuánta energía oscura hay porque sabemos cómo afecta a la expansión del Universo.Aparte de eso, es un completo misterio. Pero es un misterio importante.Resulta queaproximadamente el 68% del Universo es energía oscura. La materia oscura constituye alrededor del 27%. El resto - todo en la Tierra, todo lo que alguna vez se observa con todos nuestros instrumentos, toda la materia normal - se suma a menos del 5% del Universo. Ahora que lo pienso de ella, tal vez no debería ser llamado "normal" importa en absoluto, ya que es una pequeña fracción del Universo tal.
Una explicación para la energía oscura es que es una propiedad del espacio. Albert Einstein fue el primero en darse cuenta de que el espacio vacío no es la nada. El espacio tiene increíbles propiedades, muchas de ellas están empezando a ser entendido. La primera propiedad que Einstein descubrió es que es posible para tener más espacio para venir a la existencia. Entonces, una versión de la teoría de la gravedad de Einstein, la versión que contiene una constante cosmológica , hace una segunda predicción: "espacio vacío" puede poseer su propia energía. Debido a que esta energía es una propiedad del espacio mismo, no se diluiría como el espacio se expande. Como más espacio viene a la existencia, más de este espacio de la energía-de-aparecería. Como resultado de ello, esta forma de energía haría que el universo se expanda más y más rápido. Por desgracia, nadie entiende por qué la constante cosmológica debe aún estar allí, y mucho menos por qué habría de tener exactamente el valor correcto para hacer que la aceleración observada del Universo.
Otra explicación de la forma en el espacio adquiere energía proviene de la teoría cuántica de la materia. En esta teoría, "espacio vacío" está en realidad lleno de partículas ("virtuales") temporales que se forman continuamente y luego desaparecen. Pero cuando los físicos trataron de calcular la cantidad de energía que esto le daría espacio vacío, la respuesta salió mal - mal por mucho. El número salió 10 120veces más grande. Eso es un 1 seguido de 120 ceros. Es difícil obtener una respuesta tan malo. Así que el misterio continúa.
Otra explicación para la energía oscura es que es un nuevo tipo de energía fluido dinámico o de campo, algo que llena todo el espacio, sino algo cuyo efecto sobre la expansión del Universo es la opuesta a la de la materia y la energía normal.Algunos teóricos han llamado a esta "quintaesencia", después de que el quinto elemento de los filósofos griegos.Pero, si la quintaesencia es la respuesta, todavía no sabemos lo que es, lo que interactúa con, o por qué existe.Así que el misterio continúa.
Una última posibilidad es que la teoría de la gravedad de Einstein no es la correcta. Que no sólo afecta a la expansión del Universo, sino que también afectaría a la forma en que la materia normal en las galaxias y cúmulos de galaxias se comportó. Este hecho sería una manera de decidir si la solución al problema de la energía oscura es una nueva teoría de la gravedad o no: podríamos observar cómo las galaxias se reúnen en racimos. Pero si lo hace a su vez que se necesita una nueva teoría de la gravedad, ¿qué tipo de teoría sería? ¿Cómo podría describir correctamente el movimiento de los cuerpos en el Sistema Solar, como la teoría de Einstein es conocido por hacer, y todavía darnos la diferente predicción para el Universo que necesitamos? Hay teorías candidatos, pero ninguno es convincente. Así que el misterio continúa.
Lo que se necesita para decidir entre las posibilidades de la energía oscura - una propiedad del espacio, una nueva dinámica de fluidos, o una nueva teoría de la gravedad - es más datos, mejores datos.
¿Qué es la materia oscura?
Mediante la instalación de un modelo teórico de la composición del Universo al conjunto combinado de observaciones cosmológicas, los científicos han llegado a la composición que hemos descrito anteriormente, ~ 68% de energía oscura, ~ 27% de materia oscura, ~ 5% de materia normal. ¿Qué es la materia oscura?
Somos mucho más seguro de lo que la materia oscura no es que nosotros lo que es. En primer lugar, es de noche, lo que significa que no está en la forma de las estrellas y los planetas que vemos. Las observaciones muestran que hay muy poca materia visible en el universo para compensar la requerida por las observaciones del 27%. En segundo lugar, no es en forma de nubes oscuras de materia normal, materia formados por partículas llamadas bariones. Sabemos esto porque seríamos capaces de detectar nubes bariónicas por su absorción de la radiación que pasa a través de ellos. En tercer lugar, la materia oscura no es antimateria, porque no vemos los rayos gamma únicos que se producen cuando la antimateria se aniquila con la materia. Por último, podemos descartar grandes agujeros del tamaño de galaxias negras en la base de la cantidad de lentes gravitacionales que vemos.Las altas concentraciones de materia curva la luz que pasa cerca de ellos a partir de los objetos más lejos, pero no vemos los acontecimientos de lentes suficientes para sugerir que este tipo de objetos para compensar la contribución de la materia oscura el 25% requerido.
Sin embargo, a estas alturas, todavía hay algunas posibilidades de la materia oscura, que sean viables.Materia bariónica aún podría constituir la materia oscura si estuviera implicada todo en las enanas marrones o en pequeños trozos, densos de elementos pesados. Estas posibilidades se conocen como objetos de halo compacto masivas, o " MACHO ". Pero la opinión más común es que la materia oscura no bariónica es en absoluto, sino que se compone de otras partículas más exóticas como los axiones o WIMPs (partículas masivas de interacción débil) .
Fuente: http://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-is-dark-energy/
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