domingo, 22 de noviembre de 2015

Comic: Fred y Wilma

Les presento mi comic, relacionado a Fred y Wilma: la energia obscura y la materia obscura. Espero la disfruten como yo creando cada cuadro, dándole vida a los personajes.


viernes, 20 de noviembre de 2015

Materia obscura y energía obscura

José Alonso Romero Matías
Mexicano
Universidad Abierta y a Distancia de México
josealonso@romeromatias.com



Introducción


En este texto encontrará información de las dos incógnitas más importantes del universo, la materia obscura y la energía obscura; así como su interacción en la aceleración de la expansión del universo. Aunque ambos conceptos son «obscuros» no están relacionados, o al menos no lo sabemos. Neil deGrasse Tyson propone renombrarlos como «Fred» y «Wilma» para así evitar buscarles una relación con respecto al nombre.

Palabras clave: Energia Obscura, Materia Obscura, Big bang, HST, Doppler

Comenzamos


Con base a la teoría del Big Bang, como se cree que se creó el universo, mediante una gran explosión, se creía que el universo estaba en un proceso de expansión pero con una desaceleración, y que en algún punto muy lejano iba a comenzar a colapsarse. Pero, en 1998 las observaciones del Telescopio Espacial Hubble (HST de las siglas en inglés Hubble Space Telescope) de una supernova muy lejana condujeron que hace mucho tiempo el espacio se estaba expandiendo a una velocidad menor que la de ahora.

La siguiente figura muestra cómo se está expandiendo el universo a lo largo de 15 mil millones de años; al inicio, hasta  hace 7.5 mil millones de años la aceleración lenta y ha ido incrementándose.




Ahora, como hacen los cosmólogos y astrónomos modernos para observar el movimiento de los objetos en el universo, usan la luz, y sus propiedades en objetos en movimiento, esto es, el efecto Doppler aplicado a la luz.


El efecto Doppler


El ya muy usado ejemplo del motor de un auto, que se oye de diferente manera si el auto está detenido, y cuando se está movimiento, para este caso el tono es más alto cuando se acerca, y el todo decae cuando el auto se aleja. Este efecto es conocido como efecto Doppler, en honor al científico Christian Doppler

En la imagen siguiente puede verse el ejemplo anterior, la primera imagen muestra el automóvil detenido, y después el auto en movimiento; como puede observar al alejarse, la frecuencia disminuye y cuando se acerca, la frecuencia aumenta.



Si a esto lo aplicamos a la luz y su espectro electromagnético, observamos que cuando la luz emitida de una fuente lejana se acerca, su espectro tiende al color azul, y al contrario, cuando se aleja, tienda al color rojo. Y eso se le conoce como corrimiento al rojo, o en inglés "Red shifting".



La incógnita


¿Qué es lo que está causando que el universo se siga expandiendo cada vez más rápido? Aun no lo sabemos, aunque existen explicaciones:
1. Sea la constate cosmológica de Einstein de sus fórmulas del campo gravitatorio;
2. Que exista una extraña cosa que llena el espacio;
3. Que las teorías existentes de la gravedad están mal

La energía obscura


Se cree que el 68% del universo está compuesto de esta energía, el 27% lo compone la materia obscura y el 5% toda la materia normal, esta última es la única que conocemos y «vemos».

En la versión de la teoría gravitacional de Einstein, la que contiene la «constante cosmológica» sugiera que el espacio vacío tiene su propia energía, que entre más espacio, mas «energía».

Además de la constante cosmológica de Einstein, existen más teorías que tratan de explicar la energía obscura, como la teoría cuántica de la materia. Esta también la teoría de que existe una nueva energía dinámica que llena todo el espacio y produce la expansión, la han llamado «la quinta esencia».

La materia obscura


Como mencionamos, esta el 27% del componente del universo, la materia obscura, que no sabemos que es. Es un material invisible que no emite ni absorbe ningún tipo de luz, pero es detectable a través de sus efectos gravitacionales.

Existen varios partículas hipotéticas y que son candidatos a ser la materia obscura; uno de ellas es la «partícula masiva de interacción débil» (WIMP, de sus siglas en inglés Weakly Interacting Massive Particles). El otro candidato son las partículas Bariónicas.


Conclusiones


Hoy día existen muchos experimentos de diferentes equipos de investigación alrededor del globo que intentan saber que es la materia obscura y la energía obscura

• XENON100, en el laboratorio de Gran Sasso en Italia.
• Estudio de rayos-X usando el Observatorio de rayos-X Chandra de la nasa y ESA's XMM-Newton
• El equipo de Andrea Morandi de la universidad de Tel Avid en Israel; El equipo de Marceau Lomousin de la universidad de Provence en Francia; observando el grupo de galaxias Abell 383.
• Los astrónomos de la NASA usando el observatorio de rayos-X Chandra y el Telescopio espacial Hubble. Observando MACS J0416.1-2403, MACS J0152.5-2852, MACS J0717.5+3745, Abell 370, Abell 2744 y ZwCl 1358+62

Cuanto nos falta para llegar a conocer estas incógnitas, es imposible saberlo, pero bueno, nuestros casi 140 mil años de la humanidad no se comparan a los 15 mil millones de años del universo.

¿Por qué este tema?


Desde hace mucho tiempo he leído, visto y escuchado programas de divulgación científica, y de los que siempre me han apasionado son los referentes al universo y sus incógnitas.

¿De dónde partí para escribir este tema?


Antes de comenzar a escribir, me dedique a leer varios temas relacionados a la materia obscura y energía obscura, así como programas de televisión del origen del universo.


Bibliografía



DE RÉGULES Sergio. El lado obscuro del universo [En línea]. [Fecha de consulta: 16 noviembre 2015]. Disponible en: .http://www.comoves.unam.mx/numeros/articulo/58/el-lado-oscuro-del-universo

AMERICAN museum of natural history. Space show: Dark universe [En línea]. [Fecha de consulta: 17 noviembre 2015]. Disponible en: http://www.amnh.org/exhibitions/space-show/Space-Show-Dark-Universe

SHANKEL Jason. Neil deGrasse Tyson explains why the new Cosmos matters so much [En línea]. Actualizada: 3 marzo 2014. [Fecha de consulta: 17 noviembre 2015]. Disponible en: http://io9.com/neil-degrasse-tyson-explains-why-the-new-cosmos-matters-1534876280

WILKINSON Ryan. Dos pasos hacia adelante en la búsqueda de la materia obscura y la energia obscura [En línea]. Actualizada: 1 septiembre 2015. [Fecha de consulta: 18 noviembre 2015]. Disponible en: http://www.scientificamerican.com/espanol/noticias/dos-pasos-hacia-adelante-en-la-busqueda-de-la-materia-oscura-y-la-energia-oscura/

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CHANDRA X-ray observatory. Abell 383: Getting a full picture of an elusive subject [En línea]. [Fecha de consulta: 18 noviembre 2015]. Disponible en: http://chandra.harvard.edu/photo/2012/a383/

GROCUTT Emma. What is gravitational lensing? [En línea]. [Fecha de consulta: 18 noviembre 2015]. Disponible en: http://www.cfhtlens.org/public/what-gravitational-lensing

WIKIPEDIA. Efecto Doppler [En línea]. Actualizada: 3 mayo 2012. [Fecha de consulta: 18 noviembre 2015]. Disponible en: https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Doppler
WIKIPEDIA. Constante cosmológica [En línea]. Actualizada: 11 enero 2015. [Fecha de consulta: 18 noviembre 2015]. Disponible en: https://es.wikipedia.org/wiki/Constante_cosmol%C3%B3gica