Veinte años después, se podrá conocer la verdad sobre la única detección de materia oscura

Vista de los edificios del Laboratorio Nacional del Gran Sasso. Debajo de ellos se encuentran varios experimentos, como DAMA INFN LNGS

Un experimento subterráneo en Italia lleva dos décadas detectando una fluctuación que sus responsables identifican con la materia oscura, pero que no ha logrado reconocimiento internacional

En la década de 1930, el astrónomo suizo Fritz Zwicky observó que algunos grupos de estrellas se movían más rápido de lo que debían. La masa visible no justificaba su velocidad y el científico planteó que debía existir una materia oscura que explicase su movimiento. Desde entonces, el concepto se ha convertido en una idea fundamental para explicar el cosmos, aunque sea como parte de una gigantesca incógnita. La materia visible, como la que componen los planetas o las estrellas, solo supone el 5% del universo. La materia oscura, de la que solo vemos sus efectos indirectos, es el 25%. El resto, la aún más misteriosa energía oscura.

Existen proyectos por todo el mundo que intentan producir o detectar la materia oscura, pero hasta ahora nadie ha tenido éxito. O nadie ha tenido un éxito reconocido por la comunidad científica. Desde hace más de veinte años, un equipo liderado por la profesora de la Universidad de Roma Rita Bernabei afirma que ha atrapado la materia oscura. Su supuesto logro se obtuvo gracias a DAMA, un detector de 100 kilos de yoduro de sodio instalado en un laboratorio enterrado a más de un kilómetro de profundidad, en el interior del Gran Sasso, en los Apeninos italianos. Ese detector era una sofisticada trampa para capturar algunas de las WIMPs (partículas masivas de interacción débil que, en teoría, conforman la materia oscura), que emitirían un destello luminoso al chocar contra alguno de los átomos del detector.

En 2021, los experimentos COSINE y ANAIS habrán acumulado datos suficientes para tener resultados fiables

La idea para observar un tipo de materia tan escurridizo la propuso en 1986 la investigadora de la Universidad de Texas (EE UU) Katherine Freese, que planteó que se podrían observar diferencias en la cantidad de materia oscura que atraviesa nuestro planeta en distintas épocas del año. Orbitamos alrededor del Sol que a su vez orbita dentro de nuestra galaxia acompañando al invisible halo de materia oscura. Como si se tratase de una nube de mosquitos que avanza, cuando siguiésemos su misma dirección a su misma velocidad, el número de impactos contra nuestro vehículo, sería menor, pero cuando al llegar al punto de nuestra órbita en el que cambiamos de dirección comenzásemos a avanzar contra la nube, se vería un incremento en el número de impactos. Ese pico de impactos es lo que observa alrededor del mes de junio el equipo de Gran Sasso desde 1997. Y las mismas observaciones han sido confirmadas por el mismo equipo y en el mismo lugar con un detector mejorado de 250 kilos de yoduro de sodio.

El problema para Bernabei y los suyos es que no es tan sencillo construir un detector con las características y la sensibilidad necesaria para que los resultados sean comparables. El choque de una partícula de materia oscura contra una de materia normal es algo tan extraño que no es sencillo aislarlo de cualquier otro fenómeno y hasta ahora, los esfuerzos para replicar el experimento no han podido ofrecer una respuesta concluyente.

Experimentos como CDMSII, instalado en la mina de Soudan, en Minnesota (EE UU), o Xenon 10, en el mismo laboratorio de Gran Sasso, no lograron encontrar la señal de materia oscura en el mismo rango energético que DAMA/LIBRA. Otro como CRESST, también en el laboratorio subterráneo italiano, obtuvo una señal, pero era demasiado débil y no parecía coincidir exactamente con la del equipo de Bernabei. En 2017, una versión mejorada de Xenon 10, Xenon 100, no encontró señal alguna de materia oscura buscando donde DAMA encuentra su señal, pero una vez más, se planteó la posibilidad de que al emplear xenon como material para atrapar las partículas en lugar de yoduro de sodio los resultados podían no ser comparables.

Según recordaba recientemente la revista de física de partículas Symmetry, después de dos décadas de controversia, el fin a la incertidumbre puede estar cerca. Ya hay varios experimentos en marcha diseñados para tener resultados comparables sin dudas. Uno de ellos, ANAIS, liderado por la Universidad de Zaragoza e instalado en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (España), también utiliza yoduro de sodio. Comenzó a recoger datos en 2017 y en los próximos años habrá acumulado una cantidad suficiente para que sea estadísticamente significativa.

Si los resultados son positivos, se podría empezar a saber qué compone el 25% de todo el universo, hasta ahora desconocido

Otro de ellos es COSINE 100, un detector que también utiliza cristales de yoduro de sodio que a su vez están sumergidos en 2000 litros de líquido para reducir el ruido de fondo que provocan otro tipo de partículas y dificultan ver las débiles interacciones de la materia oscura. Este proyecto, instalado en Corea del Sur, comenzó a tomar datos en 2016 y en diciembre de 2018 publicó sus primeros resultados en la revista Nature. Según el artículo, era muy improbable que los resultados de DAMA/LIBRA coincidiesen con las características que el Modelo Estándar, la teoría que explica el comportamiento de la materia a nivel subatómico, atribuye a la materia oscura que ocupa el halo galáctico. No obstante, el experimento necesita acumular datos durante al menos dos años más para tener datos suficientes que digan si esas variaciones en las señales que captan los detectores de DAMA en las distintas épocas del año existen o si se pueden atribuir a la materia oscura.

Reina Maruyama, una investigadora de la Universidad de Yale que ha recibido financiación de la National Science Foundation para poner a prueba los resultados de DAMA con COSINE aseguraba a Symmetry que “con cinco años de funcionamiento del experimento, si la señal está ahí, en 2021, deberíamos ser capaces de verla”. “Si no está ahí, aunque esto es más difícil de hacer, también seremos capaces de refutarla”, añade.

Si tanto ANAIS como COSINE confirman los resultados de DAMA, el siguiente paso sería volver a buscar la misma fluctuación desde un detector en el hemisferio sur. Con ese objetivo está previsto que este mismo otoño comience en una antigua mina de oro en Australia la construcción del experimento SABRE. Después, se trataría de comenzar a analizar la señal para conocer detalles como la masa y empezar a describir la naturaleza de esos WIMPs que componen la materia oscura. En caso de que el resultado fuese negativo, habría que seguir buscando por otro lado, aunque aún quedaría por resolver de dónde viene esa fluctuación misteriosa que, desde hace 20 años, Rita Bernabei y los suyos dicen que es la primera detección de materia oscura.

Fuente:https://elpais.com/elpais/2019/08/16/ciencia/1565967902_499025.html

Explican el origen de los monstruosos agujeros negros aparecidos tras el Big Bang

Proponen un posible origen para los enormes cuerpos situados en el centro de muchas galaxias: corrientes supersónicas de gas formado tras el origen del Universo se acumularon y colapsaron, generando estos objetos 

Un equipo internacional de investigadores ha conseguido elaborar una simulación de ordenador para explicar y recrear la formación de los primeros  agujeros negrossupermasivos, esas colosales acumulaciones de energía y masa (que tienen una masa comparable a la de cientos o miles de millones de soles) y que están en el centro de muchas galaxias, como la Vía Láctea. El estudio, publicado este jueves en Science, ha mostrado que corrientes de gas supersónicas formadas tras el Big Bang podrían ser la explicación para la aparición de estos objetos tan importantes en la evolución del Universo.

«Es un avance significativo», ha dicho en un comunicado Naoki Yoshida, primer autor del estudio e investigador en el Insituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo. «El origen de los monstruosos agujeros negros siempre ha sido un misterio y ahora tenemos una posible solución».

Los astrónomos han podido ver agujeros negros supermasivos situados a una distancia de 13.000 millones de años luz, cuando el Universo apenas tenía el cinco por ciento de su edad actual. Pero ninguna de sus teorías ha podido explicar hasta ahora cómo fue el nacimiento de estos cuerpos en aquellas etapas tempranas. Esto implica que se desconoce una parte importante de cómo nació el Universo visible hoy en día y de que las teorías han pasado algo muy importante por alto. 

La semilla: el colapso gravitacional

Los científicos han dado varias posibles explicaciones. Sugirieron que los agujeros negros supermasivos podrían haberse formado tras la muerte de la primera generación de estrellas que apareció en el Universo. O bien que su origen estaría en la nube de gas primordial, esa masa de gas formada tras el Big Bang, antes que las estrellas. De acuerdo con esta idea, podría ser que el nacimiento de los agujeros negros estuviera relacionado con el colapso gravitacional de este gas. ¿Qué quiere decir esto? Este colapso ocurre cuando una gran acumulación de masa genera una atracción gravitacional tan fuerte que incluso supera la capacidad de resistencia de los átomos. Por eso, en teoría, el colapso progresa fuera de control y sin que nada pueda detenerlo hasta generar una singularidad: el agujero negro. 

 

Acumulación de materia oscura (arriba) y de gas primordial (abajo), que luego darían lugar a un agujero negro- Shingo Hirano

En esta ocasión, Yoshida y su compañero Shingo Hirano, investigador en la Universidad de Texas, Austin (EE.UU.), se fijaron en un posible mecanismo para generar agujeros negros supermasivos con una velocidad suficiente. La clave fue tener en cuenta el movimiento supersónico del gas atrapado por la materia oscura, esa extraña entidad que genera gravedad en el tejido del Universo pero que no está asociada a nada que pueda verse directamente a través de ningún instrumento.

Matemáticas para ver más lejos

De momento, no hay forma de ver lo que ocurrió directamente cuando el Universo estaba dando sus primeros pasos, y quizás nunca sea posible. Pero los científicos pueden desarrollar modelos de ordenador para usar los datos recogidos por los astrónomos y obtener resultados. Guardando las distancias, el proceso recuerda al funcionamiento de una «Thermomix»: se introducen datos (ingredientes) y la máquina los procesa (siguiendo las instrucciones de una «receta») para obtener resultados también en forma de números (la comida procesada). Si resulta que estas conclusiones son compatibles con las cosas que se observan a través de los telescopios, es porque el modelo ha dado con una explicación, al menos plausible, sobre lo que se está estudiando: en este caso el origen de los agujeros negros supermasivos más antiguos.

En esta ocasión, y gracias a los masivos cálculos de un supercomputador, las simulaciones mostraron que solo 100 millones de años después del Big Bang se formó una gran acumulación de materia oscura. Las corrientes de gas supersónicas, originadas en la gran explosión, fueron capturadas por estas acumulaciones de masa. Así, en tiempos muy breves, el gas se concentró y formó enormes y turbulentas nubes de gas, en cuyo interior se pudieron formar rápidamente los gérmenes de estrellas inmensas.

«Una vez que llegaron a una masa de 34.000 soles, las estrellas colapsaron por su propia gravedad, y dieron paso a agujeros negros», ha dicho Yoshida. «Estos agujeros negros masivos nacidos en el Universo temprano continuaron creciendo y fundiéndose con otros hasta convertirse en agujeros negros supermasivos», ha propuesto el astrofísico. Estos son los que podemos ver hoy en día a través de potentes telescopios.

La densidad de los agujeros negros

Las simulaciones son simulaciones y la realidad es la realidad. Pero lo cierto es que el modelo usado por estos investigadores ha predicho un Universo en el que habría un número de agujeros negros supermasivos similar al que realmente existe: con una densidad de cerca de uno por cada 3.000 millones al cubo de años luz (este es el volumen que queda comprendido en un cubo de 3.000 millones de años luz de lado).

Esta investigación será importante para las futuras investigaciones que analicen el crecimiento de grandes agujeros negros. Además, se espera que en los próximos años el potente telescopio espacial James Webb acelere este área gracias a su capacidad de observar el Universo más lejano y por tanto más antiguo.

Así las cosas, parece que con el Big Bang, en un instante imposible el tiempo comenzó a correr. Y con él la materia, la energía y el espacio «brotaron» en todas direcciones. Desde un punto singular en el que se concentraba toda la energía, en cuestión de segundos la expansión permitió la aparición de los átomos más sencillos posibles: los de hidrógeno y helio. En teoría, hicieron falta miles de millones de años para que apareciera la luz, y para que el gas primordial se aglutinase y formase estrellas, galaxias y también agujeros negros. Pero, ¿cómo ocurrió esto? ¿Cuándo y por qué aparecieron los primeros agujeros negros supermasivos? Esto es lo que aun se está tratando de comprender. La receta para lograrlo pasa por usar telescopios cada vez más potentes, y quizás valerse de la información de lasondas gravitacionales, y hacer simulaciones por odenador que puedan explicar los fenómenos que sí que se pueden observar.

Fuente: http://elblogantares.blogspot.com.es/2017/09/explican-el-origen-de-los-monstruosos.html

La primera imagen del entramado de materia oscura que conecta las galaxias

^{En un mapa de color falso, la región en que se encuentran las galaxias aparece en blanco, mientras que los filamentos de materia oscura uniendo las galaxias se presenta en rojo.} 

^{S. Epps & M. Hudson / University of Waterloo}

El universo, ese mundo infinito de oscuridad salpicado de trillones de galaxias, es, de hecho un entramado de redes intergalácticas conectadas por filamentos invisibles de materia oscura. Si es que hasta ahora se te ha hecho complicado pensar en cómo sería este escenario, un grupo de científicos ha conseguido darnos una idea. Por fin, gracias a investigadores de la Universidad de Waterloo, Canadá, hemos sido capaces de capturar la primera imagen compuesta de un “puente de materia oscura” que conecta y une las galaxias. El trabajo ha sido publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

La imagen compuesta, que combina un número de imágenes individuales, confirma las predicciones de que las galaxias a lo largo del universo están atadas juntas a través de una red cósmica conectada por materia oscura —hasta ahora— imposible de observar.

La materia obscura, esa misteriosa sustancia que se estima, comprende el 25% del universo, no brilla, no absorbe ni refleja luz, lo que la ha hecho largamente indetectable a no ser por la gravedad. “Esta imagen nos lleva más allá de las predicciones hacia algo que podemos ver y medir”, han indicado los autores en declaraciones que recoge Phys.org.

Como parte del trabajo, Mike Hudson y Seth Epps usaron una técnica llamada “weak gravitational lensing” (lente gravitacional débil), un efecto que hace que las imágenes de galaxias distantes se deformen ligeramente bajo la influencia de una masa invisible como un planeta, un agujero negro, o en este caso, la materia oscura. El efecto fue medido en imágenes desde una observación multianual del cielo en el Telescopio Canadá-Francia-Hawaii.

Así, combinaron imágenes de lente de más de 23.000 pares de galaxias a 4.500 millones de años luz de distancia para crear una imagen compuesta o un mapa que muestra la presencia de materia oscura entre las dos galaxias. Los resultados muestran que el puente de filamento de materia oscura es más fuerte entre sistemas a menos de 40 millones de años luz separados.

La técnica, explican los astrónomos, no solo permite ver la existencia de los filamentos de materia oscura, sino también en qué medida estos filamentos enlazan a las galaxias.

Al igual que la materia oscura, los agujeros negros son objetos misteriosos del espacio de los que cada cierto tiempo se conoce nuevos detalles: hace poco un grupo de científicos europeos reveló que las estrellas se forman dentro de los flujos de material expulsados de los agujeros negros supermasivos.

Fuente: https://nmas1.org/news/2017/04/13/imagen-materia

Martin Rees: «Nuestro Big Bang no es más que una isla de espacio tiempo en un archipiélago cósmico mucho mayor»

El astrónomo británico asegura que «en diez o veinte años sabremos, por fin, cómo empezó la vida».

Fue presidente de la Royal Society de Londres y rector del prestigioso Trinity College de la capital británica. Hoy, a sus 72 años, es el Astrónomo Real de Gran Bretaña. Científico brillante y pensador atrevido, Rees ha marcado muchas de las líneas de investigación y pensamiento de la Cosmología actual. Es firme defensor de la vida extraterrestre, de la existencia de Universos paralelos y de la idea de que el siguiente paso evolutivo del hombre pasa por la genética y las máquinas.Martin Rees ha pasado por Madrid para clausurar el ciclo de conferencias “La ciencia del cosmos, la Ciencia en el Cosmos”, organizado por la Fundación BBVA. Días antes de su llegada, concedió a ABC esta entrevista telefónica.
- ¿Cree que llegaremos algún día a comprender el Universo?
- La complejidad crece, y las sorpresas también a medida que aprendemos nuevas cosas. Hay cuestiones que hace treinta años no estaban nada claras y que ahora conocemos, como las enormes macroestructuras en las que se agrupan las galaxias y los cúmulos de galaxias. Pero eso abre la cuestión de cómo toda esa complejidad pudo surgir de la simpleza del Big Bang, hace 13.700 millones de años.

- Es decir, que cuanto más aprendemos más cuestiones nuevas aparecen por resolver…

- Sí, definitivamente es así.

- ¿Cuál es la importancia del reciente descubrimiento de ondas gravitacionales?

- Es una pista más sobre lo que sucedió al principio del Universo. Hasta que se confirmó el hallazgo, había una cierta controversia al respecto. Ahora podemos echar un vistazo directo a las fuerzas que actuaban cuando el Universo entero no era mayor que una pelota de tenis.

- ¿Cuál es la situación al respecto de la materia oscura? ¿Lograremos verla algún día?

- Sí. Creo que en los próximos años averiguaremos en qué consiste la materia oscura, y su influencia en la formación de las galaxias. Sabemos ya que la estructura actual que muestran las galaxias no sería posible sin la existencia de materia oscura. Pero no está lejos el día en que podamos detectarla directamente. Pensamos que la materia oscura está formada por enjambres de partículas supervivirntes del Big Bang, y que han logrado no ser detectadas hasta ahora porque no tienen carga eléctrica y por tanto no interactúan con la materia ordinaria. Solo la detectamos por la gravedad que ejercen sobre la materia que sí podemos ver.

- Y sobre la energía oscura, la fuerza responsable de que el Universo se expanda cada vez más deprisa ¿También se siente igual de optimista?

- No. Soy mucho más pesimista sobre las perspectivas que tenemos de comprender la energía oscura. Para eso habrá que esperar a que se produzcan nuevos y revolucionarios descubrimientos sobre la naturaleza misma del espacio. La energía oscura es una propiedad intrínseca del espacio vacío. Y, como la gravedad, es más fuerte cuanto mayor sea la escala que consideremos.

- Usted ha dicho que la energía oscura es importante para el futuro del Universo, pero que no influyó demasiado en su pasado.

- Sí, es correcto.

- ¿Por qué?

- Porque hay una cantidad infima de energía oscura en una porción pequeña de espacio vacío. Y en el pasado, al principio, el Universo estaba muy comprimido y era muy pequeño. A medida que el Universo fue creciendo, la energía oscura se fue haciendo más y más fuerte, y en el futuro cada vez lo será más.

- Por qué no podemos sentir los efectos de la energía oscura dentro de las galaxias y de los cúmulos de galaxias?

- Porque a nivel local, donde abunda la materia, como en las galaxias, la energía oscura es mucho menos fuerte que la gravedad. Pero a gran escala la cosa cambia, y la energía oscura se vuelve dominante. A escala cósmica, la atracción gravitacional es ampliamente superada por esa fuerza misteriosa que subyace en el espacio vacío y que empuja a las galaxias a alejarse unas de otras.

- La energía oscura irá alejando, cada vez más deprisa, a las galaxias las unas de las otras. ¿Nos espera realmente un futuro frío y oscuro en el que ya no podamos ver ninguna galaxia?

- Sí, la mayoría de las predicciones indican que si la energía oscura sigue actuando como hasta ahora, la materia se irá distanciando cada vez más, diluyéndose en un Universo cada vez más grande, oscuro y frío. Casi todas las galaxias que podemos ver hoy se irán alejando cada vez más hasta desaparecer por completo de nuestra vista. Solo nuestra propia galaxia, Andrómeda y algunos vecinos muy próximos se quedarán dentro de nuestro alcance visual.

- Sería posible que, de algún modo, la energía oscura se fuera ralentizando, o incluso invirtiendo su tendencia actual?

- Es una posibilidad interesante, pero nada indica que vaya a ser así.

- La Cosmología y la Física de partículas son dos caras de una misma realidad y están íntimamente conectadas. ¿Puede explicar esta conexión?

- Bueno, no podríamos comprender el Universo, ni su origen, sin la Física de partículas. Y para comprender las estrellas, es necesario comprender la Física nuclear. Lo mismo sucede con la materia oscura. Nosotros sabemos ya cómo son los átomos, pero debemos

«El ser humano en un par de siglos no será igual al actual»

comprender aún cómo de la simplicidad del principio, cuando sólo había hidrógeno y helio, hemos podido llegar a la complejidad y variedad actuales. Sabemos que los átomos de los demás elementos se fueron formando dentro de las estrellas y que pasaron al medio espacial cuando esas estrellas explotaron, para formar nuevas generaciones de estrellas más complejas. Pero no sabemos aún de qué forma, ni cómo, todo esto comenzó. No sabemos por qué, en un momento determinado, el Universo hizo “bang”.

- Y luego está la materia oscura…

- Si. Y resulta que es cinco veces más abundante que la materia ordinaria de la que están hechas las galaxias y las estrellas. Hace tiempo que logramos reconciliarnos con la idea post copernicana de que la Tierra no ocupa un lugar privilegiado ni central en el Universo. Pero la cosa va más allá y nuestro estatus cósmico está sufriendo otro varapalo. El “chauvinismo de las partículas” tiene que acabar. Porque resulta que no estamos hechos de la materia dominante del Universo. Nosotros, las estrellas y todas las galaxias que podemos ver son solo restos de sedimentos en el cosmos. Entidades muy diferentes, y aún desconocidas, controlan su forma y estructura presente y determinarán también cuál será su destino.

- Y hablando del Big Bang, ¿Cree usted que sólo hubo uno o que pudo haber muchos más? Y si es así, esos otros Universos surgidos de esos big bangs estarían gobernados por las mismas leyes físicas que el nuestro?

- El hecho de que haya habido uno o múltiples Big Bangs es una de las cuestiones que estamos intentando dilucidar. Al principio de nuestro Universo, una serie de fluctuaciones muy concretas y precisas dieron lugar, precisamente, a este Universo en concreto.

- ¿Y cree usted que pudo haber más de un Big Bang y que hay, por lo tanto, más de un Universo?

- Muchos físicos creen que podría haber un gran número de estados de vacío diferentes, es decir, escenarios diferentes que generarían Físicas diferentes. Si tienen razón, lo que nosotros llamamos “leyes de la Naturaleza” podrían ser solo las leyes locales que gobiernan el escenario en el que nosotros vivimos, pero que no rigen en cualquiera de los demás escenarios. Yo estoy de acuerdo con estas ideas y creo que es muy probable que “nuestro” Big Bang no sea más que una isla de espacio tiempo en un archipiélago cósmico mucho más grande.

- ¿Sería posible obtener alguna clase de pista que delate la existencia de estos otros Universos?

- Pistas directas no, pero sí predicciones de la Física que son compatibles con la existencia de otros Universos diferentes al nuestro. Es, además, muy probable que en algunas décadas logremos tener una respuesta más concreta.

- ¿Cree posible la vida más allá de la Tierra?

- Esa es otra de las cuestiones fundamentales. Desde hace un par de décadas se han venido descubriendo miles de planetas alrededor de otras estrellas. Pensemos que, solo en nuestra galaxia, hay más de cien mil millones de estrellas, y que muchas de ellas tienen sus propios planetas. No comprendemos aún cómo empezó la vida, pero resulta lógico pensar que si hay vida aquí, en la Tierra, también en algún otro de los cientos de miles de millones de planetas de nuestra galaxia debería haberla. O en los cientos de miles de millones de planetas de los billones de galaxias que hay además de la nuestra… Creo que en diez o veinte años sabremos, por fin, cómo empezó la vida, y tendremos también una nueva generación de telescopios capaces de penetrar en las atmósferas de esos planetas y decirnos con seguridad en cuales de ellos hay vida.

- Piensa usted que la vida es solo un accidente único o que es, por el contrario, una característica general del Universo?

- No lo se. Primero debemos comprender los procesos que la originaron… Es cierto que los elementos están ahí, y que abundan por todo el Universo, pero lo que no parece ser tan abundante son las condiciones para que esos elementos se junten de la manera correcta para formar un ser vivo, con metabolismo y capaz de reproducirse.

- Usted se ha referido en varias ocasiones a los “post humanos” que habrá en el futuro. ¿Cree realmente que las máquinas serán el próximo paso en la evolución humana?

- Sí, pero cuando me refiero a los “post humanos” no pienso solo en las máquinas, sino también en la genética, una ciencia que ha evolucionado muchísimo en las últimas décadas. No es fácil decidirse entre máquinas o criaturas orgánicas diseñadas genéticamente, o quizá por una mezcla de ambas cosas. Lo que sí creo es que el ser humano de dentro de un par de siglos ya no será igual al actual. El espacio no es apto para los humanos, y si queremos conquistarlo, y viajar a las estrellas, tendremos que adaptarnos nosotros a él.
Publicado por José Manuel Nieves el may 17, 2014
Fuente: http://abcblogs.abc.es/nieves/

La medida más precisa de las galaxias lejanas

El grupo internacional del Espectroscopio Detector de Oscilación de Bariones (BOSS) ha medido la distancia que existe hasta galaxias situadas a más de 6.000 millones de años luz con una precisión sin precedentes del 1%. El trabajo, en el que participan científicos de la Universidad de Barcelona, también establece límites para la misteriosa materia oscura.

Ilustración de la medida tomada por BOSS. Las esferas muestran el tamaño actual de las oscilaciones acústicas de bariones (BAO) de los inicios del universo, que han ayudado a establecer la distribución de las galaxias, con una ligera tendencia a alinearse a lo largo de los bordes de las esferas. Las BAO se pueden usar como una regla (línea blanca) para medir las distancias a todas las galaxias del universo. / Zosia Rostomian, Lawrence Berkeley National Laboratory


En la reunión anual de la Sociedad Astronómica Americana hoy se han anunciado los últimos datos del Baryons Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). El equipo que integra este espectroscopio ha informado que ha logrado tomar la medida, con una precisión sin precedentes del 1%, de la distancia a galaxias lejanas localizadas a más de 6.000 millones de años luz de la Tierra.

"No hay muchas cosas en nuestra vida cotidiana que conozcamos con una precisión del 1%", dice David Schlegel, investigador principal del proyecto y físico del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL). “Ahora conozco el tamaño del universo mejor que el de mi casa".

Toda medida conlleva un grado de incertidumbre, que puede expresarse como un porcentaje de aquello que se mide –por ejemplo, si se mide una distancia de 200 km con un error de 2 km del valor real, la precisión sería del 1%–. En astronomía sólo unos pocos cientos de estrellas y algunos cúmulos están lo suficientemente cerca para que las distancias medidas tengan esa precisión.

Casi todas estas estrellas están a sólo unos pocos miles de años luz de distancia, dentro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Por tanto, llegar a medir distancias un millón de veces más lejanas con esta precisión es un reto en astronomía.
Para llevar a cabo estas medidas BOSS ha utilizado la medida de las denominadas oscilaciones acústicas de bariones (BAO), unas ondas periódicas del universo primitivo que permiten conocer la distribución de galaxias en el universo.
Estas ondas de sonido tienen una longitud conocida que se puede usar para medir distancias y deducir el ritmo de expansión del universo en el pasado. Como el tamaño original de estas ondas es conocido, se puede obtener su medida actual para cartografiar galaxias, lo que  ha permitido ubicar 1,2 millones de galaxias.
En esta investigación han participado los científicos Licia Verde y Antonio Cuesta del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB). En concreto han efectuado los cálculos necesarios para determinar cómo la  medida de la distancia promedio a estas galaxias afecta a nuestro conocimiento del contenido de materia y energía del universo.
"La precisión de la medida de distancia de BOSS, complementada con otras fuentes de información cosmológica, ofrecen la mejor determinación hasta la fecha de la historia de la expansión del universo, de su geometría y de su contenido de materia y energía”, destaca Verde.
Avances sobre la materia oscura
“Los resultados de estos cálculos restringen los posibles valores de los seis parámetros que describen nuestro universo, como son su expansión en el momento presente, su curvatura o el contenido de materia oscura”, apunta Cuesta.
De hecho, las medidas ponen nuevos límites a las propiedades de la misteriosa materia oscura que se piensa llena el espacio vacío, lo que provoca la expansión acelerada del universo.
Hasta ahora, las mediciones de BOSS parecen consistentes con una forma de energía oscura que se mantiene constante a través de la historia del Universo. Esta ‘constante cosmológica’ es uno de los seis números necesarios para hacer un modelo que una la forma y la estructura a gran escala del universo.
El proyecto BOSS, que lidera Schlegel desde el Lawrence Berkeley National Laboratory,  forma parte del tercer proyecto de Exploración Digital del Espacio Sloan (Sloan Digital Sky Survey, SDSS-III) y en él participan entre otros un grupo de astrofísicos españoles.
El SDSS se inició el año 2000 y desde el principio ha examinado más de una cuarta parte del cielo nocturno y ha producido el mapa tridimensional en color del universo más grande que se haya hecho nunca.

Zona geográfica: Internacional

Fuente: UB

El Hubble 'capta' materia oscura en cúmulos de galaxias

 

El telescopio espacial Hubble de la NASA y la ESA ha logrado captar la imagen de un cúmulo de galaxias, llamado MAC J1206, con retorcidas formas que, según los astrónomos, son causadas por la misteriosa 'materia oscura', de la que se sabe que tiene el doble de gravedad y logra 'retorces' los rayos de luz.
Este es uno de los primeros datos conseguidos dentro de un proyecto internacional en el cual se quiere reconstruir mapas más detallados de esta misteriosa materia y sugiere que es algo mucho más denso de lo que se pensaba en el interior de estos racimos de cientos o miles de galaxias.
Hasta ahora, el equipo CLASH tiene identificada la presencia de materia oscura en 25 cúmulos masivos de galaxias y la ha observado en seis de ellos. Es un 'bulto' en la materia del Universo que se detecta únicamente midiendo los tirones que produce su fuerza de gravedad en la materia visible y observando cómo 'comba' el espacio-tiempo, del mismo modo que hay espejos en los parques de atracciones que deforman las imágenes.
Para los astrónomos, racimos como el MAC 1206 son laboratorios perfectos para estudiar estos efectos, dado que son las estructuras más masivas del universo ligadas por la gravedad. De hecho, actúan como lentes cósmicas gigantes, amplificando, torciendo y doblando cualquier luz que pase a través de ellas.
Estas distorsiones, según los científicos, son la prueba de que existe allí la materia oscura. Si sólo hubiera materia visible, serían mucho menores.
El racimo MAC 1206 está a 4.000 millones de años luz de la Tierra. El 'Hubble' logró captar 47 imágenes de sus lejanas galaxias, algo que es sólo posible con un telescopio espacial. De hecho, logra captar galaxias cuya luz es cuatro veces más débil de la que se pueden observar desde tierra. Sin embargo, en este proyecto se utilizan también telescopios terrestres, como el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Austral Europeo (ESO), que también está recogiendo imágenes de racimos de galaxias con algunos instrumentos.
Aún no se sabe cuándo se formaron estos cúmulos galácticos, aunque se estima que hace entre 9.000 y 12.000 millones de años, tan sólo 2.000 millones después del Big Bang. Si se probara que casi todas estas acumulaciones de galaxias tienen mucha materia oscura en su corazón central, se tendrían importantes pistas sobre la formación de la estructura del Universo.

Fuente: www.elmundo.es