Nueva investigación sugiere evidencia de materia oscura en nuestro patio trasero cósmico, pero los teóricos aún se encuentran divididos respecto de las explicaciones del constante aumento de la velocidad con la cual sé esta expandiendo el universo.


Hasta el presente, la evidencia de la materia oscura, una fuerza misteriosa antigravitatoria que empuja a las galaxias hacia el exterior a un paso acelerado, solo había sido encontrada en los confines más lejanos del universo. Pero un equipo internacional de investigadores ha utilizado modelos de computadora apoyados por observaciones del Telescopio Espacial Hubble para encontrar pistas de energía oscura mucho más cerca.

Allá del 1920, el astrónomo Edwin Hubble mostró que el universo se expandía y que las galaxias se alejaban unas de otras con velocidades proporcionales a sus distancias. Midió las distancias de otras galaxias a la Tierra por su brillo, como una indicación. Si la luz de una galaxia se tornaba más débil con el tiempo, esto quería decir que se estaba alejando aún más.

A partir de esto, los científicos comentaron que el universo se había estado expandiendo desde el Gran Estallido (Big Bang), el instante teórico en que comenzó el universo con un gigantesco desprendimiento de energía. Se suponía que esta expansión de nuestro universo ocurría a un ritmo constante y que el arrastre de la gravedad entre las galaxias podría disminuir la expansión del universo con el tiempo.

Pero en los 90’s, los científicos observaron que las explosiones de las estrellas en galaxias muy distantes eran menores de lo esperado. Esto significaba que esas galaxias estaban más lejos de lo que se había calculado. No solo esta el universo expandiéndose, sino que lo está haciendo a un paso acelerado; esto fue lo que revelaron los datos encontrados.

Perdidos para explicar este descubrimiento, los cosmólogos concluyeron que una fuerza inexplicada, bautizada como energía oscura, estaba causando la aceleración.

Se cree que la energía oscura trabaja a grandes escalas. Localmente, la gravedad mantiene a una galaxia individual unida y aún reúne cúmulos de galaxias.

En 1997, Fabio Governato, de la Universidad de Washington y del Instituto Nacional Italiano para Astrofísica, diseñó un modelo para computadora para similar la expansión universal desde el Big Bang hasta el presente. Los universos simulados – varios escenarios – se compararon con los datos de nuestro universo actual.

Sin embargo, el modelo no pudo duplicar los patrones de expansión de nuestro Grupo Local de galaxias, un conjunto de más de 30 galaxias que incluye nuestra Vía Láctea. Los resultados de la simulación pronosticaron velocidades de expansión de tres a siete veces más rápidas que las detectadas por los astrónomos.

Sólo cuando Governato y su equipo de investigadores incorporaron la energía oscura en las condiciones iniciales del modelo de simulación y la ecuación que regula la expansión del universo, fue cuando fueron capaces de concordar las velocidades de expansión observadas de las galaxias cercanas.

"Agregar energía oscura, cambia la ecuación que describe la velocidad a la cual se expande el universo con el tiempo y el crecimiento de las perturbaciones de densidad”, le comentó Governato a SPACE.com.

"El movimiento observado fue pequeño y no pudimos duplicarlo sin la presencia de energía oscura”, dijo Governato. "Cuando agregamos la energía oscura, obtuvimos una coincidencia perfecta”.

El argumento fue presentado la semana pasada y se publicará en el Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

El universo simulado es un mar de energía oscura actuando sobre miles de millones de islas galácticas flotantes, incluida la Vía Láctea y los otros miembros del Grupo Local, dicen Governato y sus colegas.

"Estudiamos las propiedades de las galaxias cercanas a la Vía Láctea en lugar de mirar a miles de millones de años luz de distancia”, dijo Governato. "Es como viajar de Seattle a Portland, Ore., en vez de ir desde Seattle a New York, para medir la curvatura de la Tierra.

Pero no todos están convencidos de que la respuesta se encuentre en la materia oscura.

Esta tabla nos muestra cuanto del universo está formado por energía oscura, materia oscura y materia ordinaria.

"La hipótesis de la energía oscura es fascinante”, dice el físico Antonio Riotto del Instituto Nacional de Física Nuclear de Padua en Italia. Pero ningún modelo teórico ha explicado aún satisfactoriamente su presencia.

Riotto y su equipo de físicos teóricos en los Estados Unidos y Canadá dicen que no existe necesidad de agregar energía oscura como un nuevo ingrediente para explicar la expansión universal con velocidad en aumento.

"Nuestra solución a la paradoja presentada por el universo en aceleración se basa en la teoría denominada inflacionaria, nacida en 1981”, propuso Riotto la semana pasada. De acuerdo con esta teoría, el universo pasó por un período de expansión exponencial en el momento inmediato después del Big Bang. Durante esta expansión, se produjeron pequeñas ondas en el espacio-tiempo, como las que se producen en el agua al tirar una piedra.

Con un universo infinito, estas ondas continúan alargándose y creciendo con la expansión y a través del tiempo causan la aceleración cósmica.

El físico Georgi Dvali de la Universidad de Nueva York ve la respuesta en otro fenómeno teórico: filtración de la gravedad.

Su hipótesis se basa en la teoría de las cuerdas, la cual indica que existen otras dimensiones desconocidas más allá de las tres direcciones y el tiempo. En tal caso, los gravitones, partículas hipotéticas elementales que transmiten fuerzas gravitatorias, podrían escapar a otras dimensiones. Este, explicó Dvali a principios de año, podría ocasionar “fugas” en la gravedad en proporciones cósmicas, reduciendo el tirón gravitatorio a largas distancias, alterando la continuidad del espacio-tiempo y acelerando positivamente la expansión universal.

La respuesta, por ahora, parece estar tan lejana como las estrellas, mientras que los teóricos y los astrónomos se enfrentan con una de las preguntas más difíciles de su agenda.

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Nota del traductor: Para conocer más sobre el tema de las cuerdas puedes leer , [1], o bien , [2] o , [3] o , [4]


Artículo de Sara Goudarzi Space.com
Aportación deLiberto
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