Ciencia Kanija

Artículo publicado por Paul Preuss el 9 de enero de 2012 en Berkeley Lab

Científicos de Fermilab y Berkeley Lab construyen los mayores mapas, hasta el momento, de materia oscura usando métodos que mejorarán los estudios desde tierra.

Dos equipos de físicos de Fermilab, del Departamento de Energía de los Estados Unidos, y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab), han tomado de forma independiente las mayores medidas directas del invisible andamiaje del universo, construyendo mapas de materia oscura usando nuevos métodos que, a su vez, eliminarán obstáculos clave en la comprensión de la energía oscura con telescopios terrestres.

Las medidas de los equipos buscan minúsculas distorsiones en las imágenes de lejanas galaxias, llamadas distorsiones diferenciales cósmicas (cosmic shear), provocadas por la influencia gravitatoria de estructuras invisibles masivas de materia oscura en primer plano. Cartografiar con precisión estas estructuras de materia oscura y su evolución a lo largo del tiempo es, probablemente, la herramienta más sensible de las pocas disponibles para los físicos en su actual esfuerzo por comprender los misteriosos efectos de estiramiento del espacio por parte de la energía oscura.

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Artículo publicado por Sean M. Carroll el 4 de octubre de 2011 en Cosmic Variance

En honor al  Premio Nobel, aquí tenemos algunas preguntas que se hacen, o deberían hacerse, con frecuencia sobre la energía oscura.

¿Qué es la energía oscura?

Es lo que hace que el universo acelere, si es que hay una “cosa” que haga eso. (Ver más abajo).

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Artículo publicado por Hamish Johnston el 26 de julio de 2011 en physicsworld.com

La expansión acelerada del universo no puede explicarse a través de que la Tierra resida en un vacío cósmico. Ésta es la conclusión de físicos de China y Estados Unidos, que han demostrado que la radiación del fondo de microondas cósmico (CMB) no ha pasado a través de una “burbuja de Hubble” antes de llegar a la Tierra.

En 1997 la comunidad física quedó impactada cuando un estudio del movimiento de las supernovas lejanas sugirió que la tasa de expansión de universo estaba aumentando con el tiempo – en lugar de decrecer gracias a al tirón hacia dentro de la gravedad. La energía oscura es la misteriosa sustancia que muchos físicos creen que está dirigiendo esta expansión acelerada, pero también se han propuesto otras explicaciones.

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Artículo publicado por Colin Stuart el 15 de julio de 2011 en physicsworld.com

Los astrónomos que estudian el fondo de microondas cósmico (CMB) han descubierto una nueva prueba directa de la energía oscura – la misteriosa sustancia que parece acelerar la expansión del universo. Sus hallazgos podrían también ayudar cartografiar la estructura de la materia oscura en las mayores escalas de longitud del universo.

El CMB es el débil resplandor restante del inicio del universo en el Big Bang. Alrededor de 400 000 años después de su creación, el universo se había enfriado lo suficiente para permitir que los electrones se uniesen a los núcleos atómicos. Esta “recombinación” liberó la radiación del CMB de la densa bruma de plasma que la contenía. Telescopios espaciales tales como WMAP y Planck han cartografiado el CMB y encontraron su presencia en todas las partes del cielo, con una temperatura de 2,7 K. No obstante, las medidas también mostraron minúsculas fluctuaciones en esta temperatura en una escala de una parte por millón. Estas fluctuaciones siguen una distribución Gaussiana.

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Artículo publicado por Withney Clavin y Trent Perrotto el 19 de mayo de 2011 en NASA.

Un estudio de 5 años sobre 200 000 galaxias, extendiéndose a lo largo de 7000 millones de años en el tiempo cósmico, ha llevado a una de las mejores confirmaciones independientes de que la energía oscura está separando nuestro universo a velocidades aceleradas. El estudio usó datos procedentes del Explorador de Evolución Galáctica de la NASA y el Telescopio Anglo-Australiano en Spring Mountain en Australia.

Los hallazgos ofrecen un nuevo apoyo a la teoría preferida de cómo funciona la energía oscura – como una fuerza constante, afectando de manera uniforme al universo y propulsando su expansión acelerada. Contradice una teoría alternativa, donde la gravedad, no la energía oscura, es la fuerza que separa el espacio. De acuerdo con esta teoría alternativa, que no es consistente con los resultados del nuevo estudio, la idea de Albert Einstein de la gravedad es incorrecta, y se hace repulsiva en lugar de atractiva cuando actúa a grandes distancias.

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Artículo publicado por Vanessa D’amico el 18 de abril de 2011 en Universe Today.

Desde finales del siglo XX, los astrónomos conocen datos que sugieren que el universo no sólo se expande, sino que lo hace a un ritmo acelerado. De acuerdo con el modelo actualmente aceptado, esta expansión acelerada se debe a la energía oscura, una misteriosa fuerza repulsiva que forma el 73% de la densidad de energía del universo. Ahora, un nuevo estudio revela una teoría alternativa: Que la expansión del universo en realidad se debe a la relación entre materia y antimateria. De acuerdo con este estudio, materia y antimateria se repelen gravitatoriamente entre sí y crean un tipo de “antigravedad” que podría eliminar la necesidad de la energía oscura en el universo.

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Artículo escrito originalmente por Trent Perrotto y publicado en la web de NASA el 14 de marzo de 2011

Astrónomos usando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA han descartado una teoría alternativa sobre la naturaleza de la energía oscura tras recalcular el ritmo de expansión del universo con una precisión sin precedentes.

El universo parece estar expandiéndose a un ritmo acelerado. Algunos creen que esto se debe a que el universo está lleno de una energía oscura que funciona de forma opuesta a la gravedad. Una alternativa a esta hipótesis es que una enorme burbuja de espacio relativamente vació de 8000 millones de años luz de diámetro rodease nuestro vecindario galáctico. Si vivimos cerca del centro de este vacío, las observaciones de galaxias que se separan entre sí a velocidades aceleradas sería una ilusión.

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Una nueva visión de la energía oscura y la expansión del universo podrían llegar desde un experimento en la Tierra que implica átomos ultrafríos. Ésta es la afirmación de un equipo de físicos de los Estados Unidos y el Reino Unido liderado por el Premio Nobel Martin Perl, que planea dejar caer átomos de cesio a través de dos interferómetros de 1,5 metros de longitud. Cualquier fuerza del “sector oscuro” sobre los átomos daría como resultado una diferencia de fase que el equipo espera medir comparando los resultados con otros dos dispositivos.

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NOAO da el visto bueno para que el proyecto BigBoss use 500 noches de observación en el telescopio Mayall, en Arizona, con el objetivo de elaborar el mapa más detallado del firmamento e investigar la historia de la expansión del universo y de la energía oscura.
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Aunque está generalmente aceptado por los científicos que el universo se expande a un ritmo acelerado, hay cuestiones sobre por qué esto debería ser así. Durante años, los científicos han estado intentando determinar la causa de este comportamiento. Una de las teorías es que la energía oscura podría ser la causa de la aceleración cósmica.
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Los astrónomos que usan el Telescopio Espacial Hubble de la NASA aprovecharon una gigantesca lente de aumento cósmica para crear uno de los más detallados mapas de la materia oscura en el universo. La materia oscura es una sustancia desconocida e invisible que forma la mayor parte de la masa del universo.
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La afirmación de que la misteriosa energía oscura está acelerando la expansión del universo, se ha colocado en un terreno más firme, con la exitosa aplicación de un extraño test geométrico propuesto hace más de 30 años.

La expansión acelerada se detectó por primera vez en 1998. Los astrónomos que estudiaban las supernovas de Tipo Ia, explosiones estelares conocidas como “candelas estándar” debido a que tienen una luminosidad predecible, hicieron el increíble descubrimiento de que las más lejanas de estas supernovas parecían más tenues de lo que se esperaría si el universo se estuviese expandiendo a un ritmo constante¹. Esto sugería que alguna fuerza desconocida – posteriormente conocida como energía oscura – debía estar funcionando en contra de la gravedad para separar el universo.
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Las supernovas de Tipo II pueden unirse a sus primas de Tipo Ia como indicadores de la expansión cósmica.

Los astrónomos han confiado desde hace tiempo en unas explosiones estelares conocidas como supernovas de Tipo Ia para medir la escala del cosmos. Una segunda clase de supernovas, puede ahora tener el mismo uso, proporcionando una comprobación independiente de las medidas que se usaron por primera vez hace una década para descubrir que el universo está en expansión acelerada.
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Los astrónomos han ideado un nuevo método para medir el que tal vez sea el mayor misterio del universo – la energía oscura. Esta misteriosa fuerza, descubierta en 1998, separa nuestro universo a velocidades cada vez mayores.

Por primera vez, los astrónomos que usan el Telescopio Espacial Hubble de la NASA fueron capaces de aprovechar una gigantesca lente de aumento en el espacio – un cúmulo masivo de galaxias – para investigar la naturaleza de la energía oscura. Sus cálculos, cuando se combinan con datos de otros métodos, incrementan significativamente la precisión de las medidas de la energía oscura. Esto puede finalmente llevar a una explicación sobre qué es realmente este esquivo fenómeno.
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Una simple idea explica dos de los mayores problemas de la cosmología, pero introduce un nuevo obstáculo.

Uno de los mayores retos de la ciencia moderna es explicar las observaciones que apuntan a una expansión acelerada del universo.
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Explorar nuestro oscuro universo a menudo es el dominio de la física extrema. Se buscan trazas de partículas de materia oscura en enormes telescopios de neutrinos situados bajo el agua o bajo el hielo antártico, y también los científicos en potentes colisionadores de partículas bajo tierra. Las pistas para la misteriosa energía oscura se investigarán usando grandes telescopios en la Tierra y experimentos que se lanzarán al espacio.
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Una nueva cosmología explica con éxito la expansión acelerada del universo sin energía oscura; pero sólo si el universo no tuvo un inicio ni tendrá un final.

Como uno de los pocos eventos astrofísico que es familiar a la mayor parte de la gente, el Big Bang tiene un lugar especial en nuestra cultura. Y aunque existe un consenso científico sobre que es la mejor explicación para el origen del universo, el debate está lejos de cerrarse. No obstante, es difícil encontrar modelos alternativos del universo sin un inicio que sean verdaderamente sólidos.
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Una nueva investigación de astrónomos del Departamento de Física de la Universidad de Durham sugiere que la creencia convencional sobre el contenido del universo puede ser incorrecta. El estudiante graduado Utane Sawangwit y el Profesor Tom Shanks revisaron las observaciones del satélite Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson)(WMAP) para estudiar el calor remanente del Big Bang. Los dos científicos encontraron evidencias de que los errores en los datos pueden ser mucho mayores de lo que se pensaba anteriormente, lo cual a su vez pone en duda el modelo estándar del universo. El equipo publica sus resultados en una carta a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
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Resumen

Presento una sencilla, y espero que convincente, propuesta de una solución al problema de la energía oscura, la cual surge porque el universo visible se aproxima muy bien mediante un agujero negro.

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Unas restricciones más estrechas procedentes de los últimos análisis, aún no son lo bastante estrechas.

El Proyecto Cosmología de Supernovas (SCP), con sede en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de los Estados Unidos, ha anunciado la recopilación Union2 de cientos de supernovas de Tipo Ia, la mayor colección de datos de alta calidad procedente de numerosos estudios. Los análisis de la nueva compilación estrecha significativamente los posibles valores que podría tomar la energía oscura – pero no lo suficiente para decidir entre las distintas teorías sobre su naturaleza.
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