La materia del universo antes y ahora HowStuffWorks.com Imagina que quieres determinar la masa de una casa y su contenido. Coges la casa y la pones a escala gigante. Digamos, por el bien de la discusión, mides la masa para que sea 100, 000 libras (45, 359 kilogramos). Ahora imagina que quieres ver qué aporta cada artículo de la casa a la masa total. Quita un elemento a la vez y lo coloca en la báscula. Incluso eliminas todo el aire para obtener una medida de su masa. Ahora digamos la masa de los objetos individuales, incluido el suelo, paredes y techo de la casa, suma 5, 000 libras (2, 268 kilogramos). ¿Que pensarias? ¿Cómo explicaría la discrepancia en las masas? ¿Llegaría a la conclusión de que debe haber algún material invisible en la casa que hace que la estructura sea más pesada?
Durante los últimos 40 años, Este es exactamente el dilema al que se han enfrentado los astrónomos al intentar determinar los componentes básicos del universo. Antes de eso, pensaban que el universo contenía materia normal, las cosas que se pueden ver. Escanea el cosmos y este tipo de cosas parece obvio. Hay miles de millones de galaxias cada uno lleno de miles de millones de estrellas. Alrededor de algunas de esas estrellas los planetas y sus lunas trazan órbitas elípticas. Y entre esos grandes cuerpos esféricos se encuentran en objetos de forma irregular, que varían en tamaño, desde enormes asteroides hasta meteoroides del tamaño de una roca y partículas diminutas no más grandes que un grano de polvo. Los astrónomos clasifican todas estas cosas como materia bariónica , y ellos (y nosotros) conocemos su unidad más fundamental como el átomo , que a su vez se compone de partículas subatómicas aún más pequeñas, como los protones, neutrones y electrones. (Por simplicidad, dejaremos los leptones y quarks fuera de él).
A partir de la década de 1970, Los astrónomos comenzaron a recolectar evidencia que les hizo sospechar que había más en el universo de lo que parece. Una de las pistas más importantes se produjo cuando los científicos intentaron determinar las masas de las galaxias. Lo hicieron midiendo la aceleración de las nubes que orbitan en los bordes exteriores de una galaxia, lo que les permitió calcular la masa necesaria para provocar esa aceleración. Lo que encontraron fue sorprendente:la masa detrás de la aceleración orbital de las nubes de una galaxia era cinco veces mayor que la masa de las cosas que se podían ver (estrellas y gas) esparcidas por la galaxia. Concluyeron que debe haber algún material invisible rodeando una galaxia y manteniéndola unida. Llamaron a este material materia oscura , tomando prestado un término utilizado por primera vez por el astrónomo suizo Fritz Zwicky en la década de 1930.
Veinte años después, los científicos notaron que supernovas tipo Ia - estrellas moribundas que tienen el mismo brillo intrínseco - estaban más lejos de nuestra galaxia de lo que deberían haber estado. Para explicar esta observación, sugirieron que la expansión del universo en realidad se está acelerando, o acelerando. Esto fue desconcertante porque la gravedad inherente a la materia oscura debería haber sido lo suficientemente fuerte como para evitar tal expansión. Era algún otro material, algo con efecto antigravedad, causando la rápida expansión del universo? Los astrónomos lo creían y llamaron a este material energía oscura .
Durante una década cosmólogos y físicos teóricos debatieron la existencia de materia oscura y energía oscura. Luego, en junio de 2001, La NASA lanzó el Sonda de anisotropía para microondas Wilkinson , o WMAP . Los instrumentos de esta nave tomaron la imagen más detallada del fondo cósmico de microondas:la radiación persistente que quedó del Big Bang. Esto permitió a los astrónomos medir, con gran precisión, la densidad y composición del universo. Esto es lo que determinó WMAP:la materia bariónica constituye un insignificante 4,6 por ciento del universo. La materia oscura representa solo el 23 por ciento. Y la energía oscura constituye el resto:¡un enorme 72 por ciento [fuente:NASA / WMAP]!
Por supuesto, medir las proporciones relativas de los componentes básicos del universo es solo el comienzo. Ahora los científicos esperan identificar posibles candidatos para la materia oscura. Consideran a las enanas marrones como un candidato plausible. Estos objetos parecidos a estrellas no son luminosos, pero su intensa gravedad, que afecta a los objetos cercanos, proporciona pistas sobre su existencia y ubicación. Los agujeros negros supermasivos también podrían explicar la materia oscura del universo. Los astrónomos especulan que estos sumideros cósmicos pueden alimentar lejanas cuásares y puede ser mucho más abundante de lo que jamás se imaginó. Finalmente, La materia oscura podría consistir en un tipo de partícula aún no descrita. Estos pequeños trozos de materia podrían existir en algún lugar profundo de un átomo y pueden identificarse en uno de los supercolisionadores del mundo, como el Gran Colisionador de Hadrones.
Resolver este misterio sigue siendo una de las principales prioridades de la ciencia. Hasta que llegue esa solución debemos vivir con la humilde idea de que la casa que hemos estado tratando de pesar durante años es más pesada de lo que esperábamos y, más preocupante, más allá de nuestro entendimiento.
