Partículas gravitatorias pesadas dan pistas sobre la energía oscura

Artículo publicado por Zeeya Merali el 10 de septiembre de 2013 en Nature

Unos gravitones, las partículas portadoras de fuerza, con masa podrían ayudar a explicar la expansión acelerada del universo.

El mantra de Wall Street “la avaricia es buena” podría pronto ser adoptado por los cosmólogos para explicar los orígenes de la energía oscura, la misteriosa entidad que está acelerando la expansión del universo.

Energía oscura

Energía oscura

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Einstein descubrió la energía oscura, según un historiador de la ciencia

Artículo publicado el 3 de diciembre de 2012 en The Physics ArXiv Blog

Einstein debatió el fenómeno que los físicos actuales llaman energía oscura en una correspondencia con Schrodinger, según revela un físico e historiador de la ciencia.

La teoría general de la relatividad de Einstein es uno de los mayores logros de la ciencia del siglo XX. Decribe la gravedad como una propiedad geométrica del tejido del espacio-tiempo.

Actualmente, esta idea es una de las piedras angulares de la física moderna, pero también tuvo problemas en su nacimiento. Un punto de particular controversia es un término en las ecuaciones de Einstein, conocido como constante cosmológica. Esta constante es un tipo de presión que influye en la tasa de expansión del universo.

einstein

Albert Einstein

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Los físicos buscan las paredes de dominio cósmico

Artículo publicado por Edwin Cartlidge el 17 de enero de 2013 en physicsworld.com

Unas exóticas estructuras cósmicas conocidas como paredes de dominio cósmico podrían observarse desde la Tierra midiendo el sutil efecto de campos similares a los magnéticos cuando pasan a través de nuestra galaxia. Esta es la conclusión de un equipo de físicos de Estados Unidos, Canadá y Polonia que ha propuesto una nueva forma de estudiar la naturaleza de las misteriosas materia y energía oscuras, que se cree que impregnan el universo.

El modelo cosmológico estándar actual del Big Bang asume que gran parte de la energía del universo está contenida en dos misteriosas sustancias: energía oscura y materia oscura. La materia oscura explica las anomalías en el movimiento de las galaxias, y se cree que cuenta con, aproximadamente, el 20% de la energía del universo. La energía oscura se introduce para explicar la expansión acelerada del universo, y se le otorga un 75% de la energía. Búsquedas más directas suponen que la materia oscura consta de algún tipo de partícula, mientras que, a menudo, se estima que la energía oscura aparece en forma de una “constante cosmológica” que se añade a la ecuación de campo de la relatividad general. Sin embargo, también se han propuesto otra serie de posibilidades.

Paredes de dominio

Paredes de dominio

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Energía oscura y dinámica en un universo acelerado

Artículo publicado el 14 de enero de 2013 en Basque Research

La cosmología atrajo a Irene Sendra desde Valencia al País Vasco, y también le ha dado la oportunidad de colaborar con uno de los premios Nobel de Física de 2011 en una de las áreas más oscuras del universo. Y es que el objeto de estudio de Sendra, investigadora en el Departamento Física Teórica e Historia de la Ciencia de la Facultad de Ciencia y Tecnología UPV/EHU, son la materia oscura y la energía oscura, conocidas, precisamente, por lo poco que se sabe de ellas.

“Las observaciones nos dicen que alrededor del 5 % del universo está compuesto de materia ordinaria; un 22 % corresponde a la materia oscura, que sabemos que existe porque interacciona gravitatoriamente con la materia ordinaria; y otro 73 % es energía oscura, que se sabe que está ahí porque de otra forma no se explicaría la expansión acelerada del universo”, expone Irene Sendra; “nosotros intentamos conocer un poco mas qué es la energía oscura”, añade.

Dark Energy

Energía oscura Crédito: NASA/ESA

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Universos sintéticos: Cómo ayudarán las simulaciones en la búsqueda de energía oscura

Artículo publicado por Rob Mitchum el 1 de octubre de 2012 en la Universidad de Chicago

El Dark Energy Survey (DES) es uno de los experimentos astrofísicos más ambiciosos jamás iniciados. Durante cinco años, una cámara especialmente diseñada a bordo de un telescopio de Chile recopilará imágenes de galaxias lejanas en el cielo austral cubriendo un área de 5000 grados cuadrados, lo que corresponde, aproximadamente, a 1/8 del universo visible. Este proyecto generará petabytes (miles de terabytes) de datos que deben ser laboriosamente analizados por la colaboración de científicos de 27 instituciones para encontrar respuestas sobre la naturaleza de la energía oscura, la materia oscura y las fuerzas que dan forma a la evolución del universo.

Mancha solar simulada por computador © by thebadastronomer

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Un tipo de supernova, dos fuentes distintas

Artículo publicado el 7 de mayo de 2012 en CfA

Las estrellas en explosión conocidas como supernovas de Tipo Ia desempeñan un papel importante para medir el universo, y se usaron para descubrir la existencia de la energía oscura. Son lo bastante brillantes como para verse a través de grandes distancias, y lo bastante parecidas como para actuar como “candelas estándar” – un objeto de luminosidad conocida. El Premio Nobel de Física de 2011 fue galardonado por el descubrimiento de un universo en aceleración usando las supernovas de Tipo Ia. Sin embargo, el vergonzante hecho es que los astrónomos aún no saben qué sistemas estelares crean las supernovas de Tipo Ia.

Supernova Tycho de Tipo Ia Crédito: NASA

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La imagen más clara de la materia oscura

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.

Banda 82 © by Crédito: SDSS

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FAQ sobre energía oscura

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).

Remanente de supernova en expansión © Crédito: thebadastronomer

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Estudio de microondas hace estallar la burbuja de Hubble

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.

Cosmic Microwave Background (CMB) © by Undertow851

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Energía oscura observada en el fondo de microondas cósmico

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.

Fondo de Microondas Cósmico © Crédito Undertow851

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Telescopio de la NASA ayuda a confirmar la naturaleza de la energía oscura

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.

Energía oscura

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La antigravedad podría reemplazar a la energía oscura como causa de la expansión del universo

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.

Aniquilación materia-antimateria

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Hubble descarta una alternativa a la energía oscura

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.

NGC 247

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Átomos ultrafríos podrían revelar el sector oscuro

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.

The expanding Universe.

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Un telescopio para mirar la infancia del universo

Telescopio Mayall y BigBossNOAO 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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Un modelado estadístico podría ayudarnos a comprender la aceleración cósmica

GalaxiasAunque 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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Mapa detallado de la materia oscura, arroja pistas sobre el crecimiento de los cúmulos de galaxias

Abell 1689Los 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 energía oscura encuentra un suelo más firme

Abell 1689La 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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Otra regla para medir el universo

Supernova Tipo II-PLas 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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Se usan por primera vez lentes cósmicas para estudiar la energía oscura

Abell 1689Los 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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