El Universo: Materia oscura, Energía oscura

Los científicos no saben en realidad lo que es, pero la materia oscura y la energía oscura forman el 96% del Universo. La materia oscura está presente en todas partes. Atraviesa todo lo que conocemos en la Tierra a miles de millones de partículas por segundo; sin embargo, nadie ha conseguido detectar de forma directa esta misteriosa sustancia oscura. Asimismo, la Energía Oscura, que está separando rápidamente nuestro Universo, resulta incluso más desconcertante. Descubierta hace tan sólo diez años, los científicos se esfuerzan en comprender sus insólitas características y dar respuesta a la pregunta fundamental: ¿Cuál es el destino de nuestro Universo?

Astrónomos confirman la existencia de la energía oscura. La probabilidad de que sea real es del 99,996%, aseguran.

La energía oscura existe realmente, asegura un equipo de astrónomos de la Universidad de Portsmouth, en el Reino Unido, y de la Universidad LMU de Múnich, en Alemania. Tras dos años de investigaciones, los astrónomos afirman, más concretamente, que la probabilidad de que dicha energía exista es del 99,996%, que es el mismo nivel de probabilidad que ha servido para corroborar la existencia del bosón de Higgs. A pesar de esta constatación, los científicos reconocen que aún no saben en qué consiste dicha energía. Por Marta Lorenzo.

La energía oscura existe realmente, asegura un equipo de astrónomos de la Universidad de Portsmouth, en el Reino Unido, y de la Universidad LMU de Múnich, en Alemania.

Tras dos años de investigaciones bajo la dirección de Tommaso Giannatonio y Robert Crittendens, los astrónomos afirman, más concretamente, que la probabilidad de que dicha energía exista es del 99,996%, que es el mismo nivel de probabilidad que ha servido para corroborar la existencia del bosón de Higgs.

Bob Nichol, uno de los autores del estudio, señala al respecto en un comunicado de la Royal Astronomical Society que, a pesar de que “la energía oscura es uno de los mayores misterios científicos de nuestro tiempo -por lo que no es sorprendente que haya tantos investigadores que cuestionen su existencia-, con este nuevo trabajo tenemos más confianza que nunca en que este componente exótico del universo es real, incluso aunque no tengamos ni idea de en qué consiste”.

En general, los astrónomos creen que la energía oscura se encuentra presente en todo el espacio, produciendo una presión que tiende a acelerar la expansión del Universo. De hecho, gracias a esta misteriosa sustancia pueden explicarse los resultados de observaciones que apuntan a que el cosmos sufre una expansión acelerada.

Explicación de la expansión del universo

Hace una década, otro grupo de astrónomos, observando el brillo de una supernova distante, se dio cuenta de que la expansión del Universo parecía estar acelerándose. La aceleración fue entonces atribuida a una fuerza asociada a la energía oscura, que ahora se piensa conforma el 73% del contenido del cosmos (un 24% sería de materia oscura y sólo un 3% de la materia que hasta hace unos años se creía componía todo el universo).

A pesar de que los investigadores que hicieron este descubrimiento – Adam Reiss, Saul Perlmutter y Brian P. Schmidt- recibieron el Premio Nobel de Física en 2011 por su hallazgo, la existencia o no de la energía oscura todavía sigue siendo un tema de candente debate dentro de la comunidad científica.

De hecho, muchas otras técnicas han sido usadas para confirmar la realidad de la energía oscura, pero estas han arrojado bien pruebas indirectas de la aceleración del universo bien pruebas demasiado propensas a las incertidumbres.

Deducción por comparación

La evidencia más clara de la existencia de energía oscura se ha obtenido a partir del llamado efecto Sachs-Wolfe integrado.

Este efecto es una propiedad del fondo de radiación cósmica de microondas (CMB) o radiación del calor residual del Big Bang, que se puede ver por todo el cielo.

En 1967, sus descubridores, Rainer Kurt Sachs y Arthur Michael Wolfe, propusieron que la luz de esta radiación podría tornarse ligeramente más azul cuando pasaba a través de los campos gravitacionales de conglomerados de materia, un fenómeno conocido como corrimiento al rojo gravitacional.

En 1996, Robert Crittenden y Neil Turok llevaron esta idea al siguiente nivel sugiriendo que los astrónomos podrían observar esos pequeños cambios en la energía de la luz, o fotones, comparando la temperatura de la radiación medida, con mapas de galaxias del Universo local.

En ausencia de energía oscura, no habría correspondencia entre esos mapas (del fondo de microondas cósmicas distante y el de la distribución de galaxias relativamente cercanas), pero la existencia de energía oscura podía producir un efecto extraño, nada lógico: los fotones del fondo cósmico de microondas ganarían energía al atravesar grandes cúmulos de masa.

Pero los resultados de la comparación no fueron los esperados, la señal de energía oscura obtenida resultó demasiado débil, por lo que algunos científicos sugirieron que en realidad podía estar causada por otras fuentes, como el polvo presente en nuestra galaxia.

Necesidad de futuros sondeos

Desde las primeras publicaciones sobre el efecto Sachs-Wolfe integrado, varios astrónomos han cuestionado las detecciones originales del efecto y han puesto en duda las evidencias sobre la existencia de la energía oscura.

Para este nuevo trabajo, el equipo de astrónomos ha rexaminado todos los argumentos contra la detección Sachs-Wolfe, así como ha mejorado los mapas utilizados en el trabajo original.

A partir de su concienzudo análisis, los científicos concluyen que hay un 99,996% de posibilidades de que la energía oscura sea responsable de las partes más calientes de los mapas de fondo de microondas cósmicas.

Según ellos: “La futuros sondeos en el fondo de microondas cósmico y de las galaxias podrían proporcionar una medición definitiva y confirmar la relatividad general, incluyendo la energía oscura. O, quizá, podrían suponer la necesidad de una comprensión completamente nueva sobre cómo funciona la gravedad”.

Fuente: Tendencias 21

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EL BOSÓN DE HIGGS

El bosón de Higgs podría abrir la ventana al conocimiento del ADN del Universo.

El director del CERN, Rolf-Dieter Heuer, explica en ESOF 2012 el descubrimiento de la nueva partícula.

El bosón de Higgs podría abrir la ventana al conocimiento del ADN del Universo, según Rolf-Dieter Heuer, director del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN). Compara el descubrimiento de la nueva partícula con un tipo especial de copo de nieve que habría que identificar en medio de una gran nevada. Y señala que estamos a punto de explorar el 95% del universo ignoto, compuesto por energía y materia oscura.

“Lo de la semana pasada es solo el comienzo. Si se trata del bosón de Higgs, sus propiedades podrían darnos pistas sobre la materia oscura y abrir la ventana al conocimiento del ADN del universo”, comenta Rolf Dieter-Heuer, director del CERN, a los periodistas durante su rueda de prensa en el EuroScience Open Forum de Dublín (ESOF). Pero no tarda en enarbolar la bandera de la prudencia ya que, tal y como dijo en su anuncio del 4 de julio, “se trata de una partícula consistente con el higgs pero hacen falta muchos más datos para poder estar seguros de lo que se ha descubierto en dos de los detectores del acelerador”.

El director del CERN hace especial hincapié en la necesidad de medir una propiedad de las partículas subatómicas, el espín, que será fundamental para definir si se trata o no del bosón de Higgs predicho por el modelo estándar (ME) de la física y que, en tal caso, tendría un valor cero. “Esperamos anunciar el valor del espín para finales de año pero no lo puedo decir con seguridad”, afirma. “Si fuese nulo, habríamos descubierto la primera partícula fundamental sin espín que se haya encontrado nunca”.

Sobre el supuesto exceso de celo del CERN a la hora de confirmar que se trata del ansiado higgs, el físico argumenta: “Lo que sabemos hasta ahora es que tenemos una partícula nueva, que es un bosón y que se parece mucho al higgs, pero tenemos que asegurarnos de que sea él. Los científicos a veces son demasiado precavidos, pero eso es bueno”, afirma.

Buscamos un tipo especial de copo de nieve en medio de una nevada.

“A mí me gustaría poder haber dicho que tenemos el higgs, pero como científico debo ser prudente. Es muy difícil identificar este tipo de partículas porque tienes una enorme cantidad de reacciones alrededor que pueden parecer la misma cosa. Es como si quisieras identificar un tipo especial de copo de nieve en medio de una gran nevada: tendrías que hacer el mayor número de fotografías posible para localizarlo”, explica.

Heuer recuerda que una variación del modelo estándar predice la existencia de una ‘familia Higgs’ con cinco miembros, y el Higgs del ME sería el de menor masa, así que ahí residen parte de las dudas. Lo ejemplifica de manera muy gráfica: “Tenemos que comprender aún si nos hemos encontrado con nuestro mejor amigo o con su hermano gemelo. Pero eso lleva tiempo, así que estén atentos porque será en los próximos dos años”.

¿Y si no se trata del bosón predicho por Peter Higgs en 1964? “Eso indicaría que hay física más allá del modelo estándar, pero eso ya lo sabemos. Desconocemos el 95% del universo, compuesto por energía y materia oscura. Ahora estamos a punto de explorar ese 95%”, agrega. El físico espera que, estudiando las nuevas propiedades de esta partícula, se puedan dar los primeros pasos para conocer la energía oscura, uno de los grandes misterios de la física. “De todas formas yo creo que ya es suficientemente excitante si se trata del higgs. Lo hemos estado esperando durante 48 años”, explica Heuer a SINC.

Ante las críticas por haber difundido los resultados en una conferencia en lugar de una revista científica, Heuer argumenta que el CERN está muy comprometido con la sociedad. “Preferimos que se entere el público antes de publicar el artículo. Además, creo que tenemos el deber de presentar a la comunidad científica nuestros resultados en conferencias. No vamos a esperar cinco años para contar las cosas cuando tenemos algo como esto entre manos”, afirma con contundencia.

Ver artículo completo: Tendencias21