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Miden la cantidad total de materia del Universo

Miden la cantidad total de materia del Universo
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José Manuel NievesJosé Manuel Nieves

Desde hace décadas, una de las principales obsesiones de los cosmólogos es la de «pesar» el Universo. Es afirmar, evaluar con la máxima precisión posible la cantidad total de materia y energía que contiene. Una tarea extremadamente complicada que acaba de ser abordada por un equipo de investigadores de la Universidad de California en Riverside. No es la primera vez que se intenta, pero los resultados del nuevo estudio, recién publicado en Astrophysical Journal, son los más precisos conseguidos hasta ahora.

Los investigadores determinaron que el 31,5% de todo lo que existe en el Universo es materia (tanto ordinaria como oscura). El 68,5% restante es «poco» llamado «energía oscura», de la que se sabe muy poco pero que podría de algún modo ser responsable de que el Universo se esté expandiendo cada vez más deprisa.

«Para poner ese porcentaje de materia en contexto —explica Mohamed Abdullah, primer firmante del estudio— si toda la materia del Universo se distribuyera uniformemente en el espacio, tendríamos una densidad media de al punto que seis átomos de hidrógeno por cada medida cúbico. Sin incautación, y poliedro que sabemos que rodeando del 80% de toda esa materia es materia oscura, en sinceridad la decano parte de ella no consiste en átomos de hidrógeno, sino en un tipo de materia que los cosmólogos aún no comprenden».

El gráfico muestra la distribución de materia en el Universo hallada por los científicos
El croquis muestra la distribución de materia en el Universo hallada por los científicos – (UCR/Mohamed Abdullah)

Nadie hasta ahora, en impresión, ha conseguido «ver» materia oscura, cinco veces más rebosante que la materia «ordinaria» que forma estrellas y galaxias y que podemos calcular midiendo sus artículos gravitatorios. Cedido que no emite radiación alguna, resulta indetectable por nadie de nuestros instrumentos. Y siquiera se sabe de qué partículas (nunca vistas siquiera) podría estar hecha. El 31% hallado por los científicos, pues, se divide en cerca de un 4,5% de materia ordinaria y un 27,5% de materia oscura.

¿Cómo se puede «pesar» el universo?

Según explica Abdullah, una técnica aceptablemente probada para determinar la cantidad total de materia del Universo es comparar, en simulaciones informáticas, el número observado y la masa de cúmulos de galaxias por pelotón de cuerpo de espacio. Oportuno a que los cúmulos de galaxias actuales se formaron a partir de materia que colapsó bajo su propia pesantez a lo espléndido de miles de millones de primaveras, el número de cúmulos que se observan en la ahora es muy sensible a las condiciones cosmológicas generales y, en particular, a la cantidad total de materia adecuado.

«Un decano porcentaje de materia —prosigue el comprobado— daría extensión a más cúmulos. El principal desafío para nuestro equipo fue precisamente calcular el número de cúmulos y luego determinar qué respuesta era la correcta. Pero es difícil evaluar con precisión la masa de cualquier cúmulo de galaxias, porque la decano parte de la materia es oscura, y no podemos verla a través de los telescopios».

Para aventajar esta dificultad, el equipo de astrónomos de la Universidad de California desarrolló primero una útil cosmológica emplazamiento GallWeight, capaz de evaluar la masa de un cúmulo concreto de galaxias utilizando las órbitas de las galaxias individuales que lo forman. Luego, los científicos aplicaron su útil a las observaciones del Sloan Digital Sky Survey, un tesina que pretende cartografiar una cuarta parte del Gloria visible, y crearon GallWCat19, un catálogo de cúmulos de galaxias que es de uso divulgado. Finalmente, compararon el número de cúmulos del nuevo catálogo con las simulaciones para así determinar la cantidad total de materia que contiene el Universo.

Una útil precisa

«Hemos conseguido tolerar a lado una de las mediciones más precisas nunca realizadas utilizando la técnica de cúmulos de galaxias —dice por su parte Gillian Wilson, coautora de la investigación—. Encima, este es el primer caso de uso de la técnica de órbitas galácticas que ha obtenido un valía concorde a los conseguidos por equipos que utilizaron otras técnicas, como anisotropías cósmicas de fondo de microondas, oscilaciones acústicas bariónicas, supernovas del tipo 1A o gemelos gravitacionales».

Anatoly Klypin, tercer autor del estudio, asegura por su parte que «una gran delantera de utilizar nuestra técnica de órbitas galácticas GallWeight fue que nuestro equipo pudo determinar una masa para cada cúmulo individual en extensión de subordinarse de métodos estadísticos más indirectos».

De este modo, y al combinar sus resultados con los de otros equipos que utilizaron diferentes métodos, Abdullah y sus colegas obtuvieron la mejor estimación combinada hecha hasta ahora, concluyendo que la materia (ordinaria y oscura) constituye el 31.5 de todo lo que existe en el Universo, con un ganancia de error de al punto que el 1,3%.

La energía oscura, el 68,5% del Universo que aún nos queda por comprender tendrá, por ahora, que esperar.

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