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TELESCOPIO ESPACIAL HUBBLE OBSERVA EL UNIVERSO EN SU INFANCIA (24 Sept. 2004)

ASI ERA EL UNIVERSO SEGUN EL WMAP (3 Enero 2004)

¿DESCUBIERTA LA MATERIA OSCURA? (3 Octubre 2003)

EL UNIVERSO: UN LUGAR DEFINITIVAMENTE MISTERIOSO (27 Junio 2003)

VERA RUBIN

EQUIPO DE LA NASA ENFOCA LA VISTA SOBRE LA INFANCIA DEL UNIVERSO (12 Feb. 2003)

REPORTAJE ESPECIAL: EL FONDO COSMICO DE MICRONDAS

NOTICIAS:

TELESCOPIO ESPACIAL HUBBLE OBSERVA EL UNIVERSO EN SU INFANCIA

(24 Septiembre, 2004 Spacedaily - CA ) Astrónomos de la NASA han logrado identificar las que pueden ser las primeras galaxias que formaron estrellas en nuestro Universo.

Izquierda: Imagen de Campo Ultra Profundo del Hubble, (HUDF) donde en círculos verdes se han marcado las galaxias enanas primordiales. La brillante luz blanca y ultravioleta original de estas galaxias aparece enrojecida debido al efecto Doppler, generado por la expansión del Universo. La imagen original corresponde a un pequeño cuadrado del cielo de un tamaño de 3 minutos de arco, equivalente a la décima parte del diámetro aparente de la Luna (30 minutos de arco).

Para ello aprovecharon la gran sensibilidad de la Cámara Avanzada para Investigación (ACS), combinada con la capacidad de penetración de la Cámara de Infrarrojo Cercano y Espectrómetro de Múltiples Objetos (NICMOS), con las que realizaron una toma de 11,3 días (271,2 horas) de exposición.

Estas tomas son muy difíciles de realizar con el Telescopio Espacial Hubble, que orbita alrededor de la Tierra a 569 kilómetros de altura y da una vuelta alrededor de la Tierra cada 97 minutos, moviéndose en el espacio a una velocidad de 28.000 kph.

Con una inimaginable precisión, el telescopio apuntó durante 167 órbitas hacia un mismo lugar en la sureña constelación de Fornax, ubicada en una región muy alejada del disco de la Vía Láctea y de los grandes cúmulos de galaxias, para evitar la interferencia de las estrellas de nuestra propia galaxia y poder mirar sin obstáculos hacia el pasado más distante. El Hubble tiene la posibilidad de apuntar hacia el lugar elegido sólo durante un tercio de su rápida órbita alrededor de la Tierra, pues cuando queda en un ángulo muy inclinado con el objetivo debe buscar otro con rapidez.

Retornará al objetivo inicial varios minutos después, cuando luego de dar la vuelta a la Tierra, el objetivo esté a la vista nuevamente.

Para poder realizar este tipo de proezas el Hubble debe ser muy estable y preciso, y es capaz de mantenerse apuntando al mismo lugar del cielo sin desviarse más de una 7/1000 de segundo de arco, equivalente al grosor de un cabello humano visto desde una distancia de 1,6 kilómetros. La NASA afirma que la gran capacidad del Telescopio Espacial de mantenerse apuntando en objetos celestes distantes es equivalente a mantener un rayo laser apuntando a una moneda de 2 centímetros ubicada a 300 kilómetros. Agregamos a ésto la capacidad del Hubble de volver una y otra vez a apuntar al mismo lugar del cielo 167 veces. Estas maniobras de tan alta precisión son realizadas gracias a tres giroscopios que lleva a bordo.

Para realizar esta imagen el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, fue llevado al máximo de sus capacidades. La anterior Imagen de Campo Profundo duró 10 días de exposición.

Durante las 271,2 horas que duró la exposición actual se fueron acumulando en el detector de la cámara, los fotones de miles de galaxias, cercanas y lejanas. Las más lejanas aparecen como débiles puntos rojos, se han marcado con círculos verdes los puntos que se han comprobado corresponden a pequeñas galaxias formadas durante los primeros mil millones de años después del Big Bang.

La imagen ha demostrado que las primeras estrellas formadas en el Universo se acumularon en estas galaxias enanas que aparecen salpicando la imagen en todas las direcciones. Estas galaxias eran muy diferentes a nuestra Vía Láctea, una galaxia que ha acumulado unos 12 mil millones de años de historia, para llegar a ser la inmensa estructura que conocemos.

A la derecha de la imagen se ven tres ampliaciones que muestran varias galaxias enanas que están en el límite de las actuales capacidades del Hubble. Los objetos más débiles de estas imágenes son 4 mil millones de veces más débiles que las estrellas que podemos ver a simple vista. Su luz les ha tomado casi 13 mil millones de años en alcanzar la Tierra, y representan algunas de las primeras galaxias capaces de brillar, debido a su capacidad de formar estrellas, en el Universo.

Próximamente: ¿Cuál fue el rol de estas galaxias en el Universo temprano?

ASI ERA EL UNIVERSO SEGUN EL WMAP

Estas enigmáticas esferas son nada menos que la imagen de la primera luz dispersada del Universo, emitida unos 370 mil millones de años después de su formación.

Es la llamada "superficie de la última dispersión", una especie de nube muy lejana que nos envuelve por completo y que emite una luz extraordinariamente fía, con apenas 2,73 grados sobre el cero absoluto (270,42 grados C bajo cero)

En sus texturas, que son leves diferencias de temperaturas de millonésimas de grado, con el rojo para más caliente y el azul para más frío, exageradas para efectos de la visualización, quedó registrada la forma cómo se movían las ondas sonoras en el Universo primitivo. Si, como el Universo era miles de millones de veces más pequeño que hoy, el gas de protones, electrones, núcleos de helio y neutrinos que lo componía permitía el desplazamiento de ondas de sonido en su interior.

Analizando estas imágenes, obtenidas por el observatorio espacial WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) de la NASA, los cosmólogos han concluido, este año que termina, que nuestro Universo tiene nada menos que 13,7 mil millones de años de existencia.
Esta compuesto en un 73 por ciento por una forma de energía oscura desconocida. En cuanto a la materia, sólo un 4 porciento está hecho de nuestros átomos comunes y el 23 porciento restante es algún tipo de materia oscura también desconocido.

La distribución de los rayos gama provenientes del centro de la Vía Láctea es consistente con lo que se podría esperar si su origen estuviera en la aniquilación de partículas y antipartículas de materia oscura, entre 10 y 1000 veces más ligeras que el protón.

(3 Octubre, 2003) Al parecer un grupo de científicos del Reino Unido y Francia, habrían dado con una pista sobre cómo sería la materia oscura, un tipo de materia que domina en el Universo y que sólo se conoce por sus efectos gravitacionales, ya que a diferencia de la materia bariónica, o normal, conocida, no emitiría ningún tipo de luz o radiación que nos permita detectarla y saber cómo se distribuye.

Imagen: La Vía Láctea en Rayos Gama. NASA

Contradiciendo los supuestos, el nuevo descubrimiento explica que la aniquilación de partículas y antipartículas de Materia Oscura sería la causa del resplandor de rayos gama que proviene del centro de nuestra galaxia.

Dan Hooper y Céline Boehm de la Universidad de Oxford, dijeron a la revista Newscientist que aunque aun están cautelosos con su descubrimiento, están sorprendidos de lo bien que encaja su proposición con lo que se observa. Tanto es su entusiasmo que al menos Hooper afirmó que "He dejado todo lo demás en lo que estaba trabajando para concentrarme en ésto". Ya han presentado su trabajo a la revista Physical Review Letters, una vez publicado el resto de la comunidad científica podrá hacer sus aportes.

La identidad de la materia oscura, que constituye la mayor parte de la materia del Universo, y sobrepasa al menos en seis veces a la materia conocida, ha sido uno de los mayores rompecabezas de los científicos, desde su hace tres décadas. Sus efectos permiten explicar la forma en que se mueven las galaxias.

Dentro de algunos cúmulos de galaxias, sus miembros presentan movimientos excesivamente rápidos que no pueden explicarse sólo con las galaxias visibles. Para mantener esos cúmulos unidos se requiere que allí exista diez o hasta cincuenta veces más masa de la que se puede ver.

La astrónoma norteamericana Vera Rubin, demostró en 1970, con estudios realizados con radiotelescopios, que la velocidad de rotación de las galaxias espirales es la misma cerca del núcleo que en los bordes exteriores. Se mueven como discos rígidos en lugar de hacerlo como el Sistema Solar, donde los objetos cercanos al centro de masa, que es el Sol, orbitan más rápido que los planetas lejanos. La única forma de explicar el descubrimiento de Rubin es asumiendo que existe allí al menos diez y hasta 100 veces más materia que la que se puede ver.

Algunos, como el físico israelí Mordehai Milgrom, han llegado a proponer que en lugar de atribuir estas anomalías a la existencia de una desconocida materia oscura, resultaba más práctico modificar las leyes de Newton para objetos de grandes masas, como las galaxias y los cúmulos galácticos. Una propuesta que altera los nervios de la mayoría de los físicos, que han explicado el mundo justamente a partir de la Mecánica de Newton y su extensión relativista.

Para realizar el descubrimiento los científicos estudiaron el centro de nuestra propia Galaxia, suponiendo que es allí donde deben concentrarse grandes cantidades de materia oscura y visible, la que debe ser atraída hacia el agujero negro que allí parece existir. Estudiando los datos entregado por el observatorio europeo orbital de rayos gama Integral, lanzado el año pasado, se fijaron especialmente en el resplandor que tiene una energía de 511 kiloelectronvolts (keV), que se suponía era generado por la aniquilación de electrones y positrones. Los positrones son el equivalente a los electrones en la antimateria.

Se suponía que el origen de la enorme cantidad de electrones y positrones necesarios para explicar el potente resplandor provenía de la explosión de "hypernovas" explosiones de enormes estrellas, estrellas de neutrones o agujeros negros. "Sin embargo ninguna de estas explicaciones parecía satisfactoria", dijo Hooper.

Durante la aniquilación de materia y antimateria, el cien por ciento de su masa se transforma en energía, y la emisión de 511 keV, corresponde a la masa en reposo de electrones y positrones, y no a la masa relativista que deben tener en el agitado ambiente que debe existir en el centro de la galaxia. Por lo que concluyeron que el origen de esta emergía no puede estar en partículas pesadas.

"Si las partículas de materia oscura fuesen pesadas producirían electrones de alta energía", dijo Hooper. "Pero como es difícil imaginarse como éstos pueden ser detenidos (antes de aniquilarse), estamos obligados a considerar partículas de materia oscura sorprendentemente ligeras". Del orden 1000 a 10 veces más ligeras que un protón.

Estudiando el detallado mapa realizado por el Integral de la emisión de rayos gama del centro de nuestra Galaxia, concluyeron que su distribución era exactamente lo que se podía esperar si la materia oscura estuviese compuesta de partículas ligeras.

Ahora que se conocen algunas de sus propiedades, se espera que pronto pueda comprobarse su existencia en los aceleradores de partículas. ¿Cómo pasará a ser llamada una vez que se compruebe su existencia? Apuesto por ligerones, o algo así.

(27 Junio, 2003 CNN - CA) Los astrónomos sondean el Universo con instrumentos cada vez más sofisticados. Enormes y costosos observatorios terrestres y espaciales apuntan sus telescopios hacia el infinito para explorarlo, mientras físicos y matemáticos estudian los resultados para intentar obtener un cuadro general y una explicación sobre el mundo que nos rodea, sin embargo los resultados indican que el misterio va creciendo en proporción directa con el conocimiento que se va acumulando. El Universo que estudian la mayoría de los astrónomos es apenas el 1% del total.

¿Cómo podrán explicarles ésto a los contribuyentes de los países que invierten enormes sumas de dinero en esos sofisticados y caros instrumentos?

Imagen: Lo que vemos de una galaxia. La materia visible sería sólo el 0,4 porciento del Universo.

Luego de siglos de investigación astronómica sus resultados se pueden resumir así. Los diversos componentes del Universo son:

Esto que parece casi un escándalo, en realidad no es algo extraño para la ciencia astronómica, y pareciera ser uno de los propósitos de los astrónomos mantener en vilo a la humanidad con sus descubrimientos. Cuando tiempo después de un gran descubrimiento las cosas se empiezan a decantar y las gentes parecen haber asimilado el último paradigma, aparece nuevamente algo revolucionario que lo hecha todo abajo.

Pasó con Copérnico, que logró derrumbar el edificio intelectual forjado trabajósamente desde los mismos albores de la humanidad. Luego, Galileo y sus contemporáneos le mostraron a la humanidad que el Universo visto a través del telescopio era mucho más grande que lo que el mismo Copérnico había predicho. Luego Keppler y Newton vinieron a poner orden, y durante más de 300 años se pensó que eso era todo y que hasta allí llegaban los sobresaltos.

Pero cuando a comienzos del siglo 20 se comenzaron a construir grandes telescopios reflectores finamente mecanizados, se puso la fotografía al servicio de la astronomía, abriendo la posibilidad de realizar fotografías de larga exposición del cielo, y se afinaron además los métodos de observación y análisis, nuevamente comenzaron a tambalear las certezas. Así fue como se abrió la nueva caja de sorpresas cuando se descubrió que la Galaxia, nuestra Vía Láctea no era sino una entre miles de millones de otras galaxias que poblaban un Universo infinitamente mayor que el que se suponía.

El mismo Albert Einstein, que había alterado la forma de ver el mundo con su nueva Mecánica relativista, sufrió grandes desiluciones con las evidencias obtenidas por Hubble y Humanson sobre la expansión del Universo, cuando comprobaron que todas las galaxias lejanas se alejan de nosotros. Era demasiado hasta para Einstein, el Universo además crecía permanentemente.

La cosa no paró allí, en 1932 el astrónomo holandés Jan Oort descubrió, al medir, utilizando las leyes de Newton, los desplazamientos de las estrellas cercanas con respecto al plano de la Vía Láctea, que tenía que existir el doble de la masa que se podía inferir al contar estrellas y nebulosas. Aquí comienza el misterio de la Materia Oscura.

Al mismo tiempo, otro europeo, el suizo Fritz Zwicky, trabajando para el Instituto Caltech de California, hacía un descubrimiento similar trabajando en una escala mucho mayor, estudiaba la dinámica de cúmulos de galaxias. Agrupaciones de galaxias unidas por la gravedad. Utilizando el mismo método de Oort, Zwicky obtuvo corrimientos al rojo causados por el efecto Doppler, en el cúmulo de Coma, ubicado a unos 300 millones de años luz. Llegó a la conclusión que sus componentes tenían movimientos excesivamente rápidos que no podían explicarse sólo con las galaxias visibles.

Imagen derecha: Fritz Zwicky en un telescopio.

Para mantener el cúmulo unido se requería que allí hubiera diez veces más masa de la que se podía ver. En esa época los astrónomos llamaron a este material desconocido "masa faltante", un nómbre equívoco ya que la masa está presente, salvo que no la vemos. Curiosamente los descubrimientos de ambos europeos se guardaron en el ropero por casi 40 años.

La astrónoma estadounidense Vera Rubin, desenpolvó la materia oscura cuando demostró en 1970, con estudios realizados con radiotelescopios, que la velocidad de rotación de las galaxias espirales es la misma cerca del núcleo que en los bordes exteriores. Se mueven como discos rígidos en lugar de hacerlo como el Sistema Solar, donde los objetos cercanos al centro de masa, que es el Sol, orbitan más rápido que los planetas lejanos. La única forma de explicar el descubrimiento de Rubin es asumiendo que existe allí al menos diez y hasta 100 veces más materia que la que se puede ver.

Estudios posteriores han encontrado que en ciertos cúmulos de galaxias la materia oscura es 300 veces mayor que la materia visible.

A no ser que las leyes de Newton estén equivocadas para objetos de grandes masas, como las galaxias y los cúmulos galácticos. esta posibilidad ha sido propuesta por algunos, como el físico israelí Mordehai Milgrom , que propone que en lugar de atribuir estas anomalías a la existencia de una desconocida materia oscura, resulta más práctico modificar las leyes de Newton para objetos de grandes masas, como las galaxias y los cúmulos galácticos. Una propuesta que altera los nervios de la mayoría de los físicos, que han explicado el mundo justamente a partir de la Mecánica de Newton y de su extensión relativista.

Vea este interesante artículo del Físico Matemático panameño Xavier Amador.

¿PERO QUE PUEDE SER LA MATERIA OSCURA?

"Debemos nuestra existencia a la materia oscura", afirma Paul Steinhardt, un físico de la Universidad de Princeton y co-autor de un review sobre la Materia Oscura que aparecerá esta semana en la revista Science.

Steinhardt afirma que se cree que después del Big Bang, la material oscura fue la causa que las partículas se unieran entre sí. Esto desató el proceso gravitacional que condujo a la formación de las estrellas y galaxias. A su vez en esas estrellas se crearon los elementos químicos básicos, como el carbón y el hierro, fundamentales para la evolución de la vida.

"La materia oscura domino en la formación de las estructuras del Universo primitivo" aseguró Steinhardt a la CNN. "Durante los primeros miles de millones de años la materia oscura formaba la mayor parte de la masa del Universo. Puede imaginarse a la materia ordinaria como espuma en un océano de materia oscura. La materia oscura se aglutina y luego la materia ordinaria cae sobre ella. Esto condujo a la formación de las estrellas y galaxias".

Sin materia oscura, "virtualmente no habrían estructuras en el Universo", dijo.

Su naturaleza permanece en el misterio, pero es seguro que está formada por partículas que no interactúan con la materia bariónica, formada por tríos de quarks como los protones y neutrones, que constituyen nuestro mundo, salvo por la gravedad. Es decir no podemos verla ni detectarla directamente, pero podemos ver sus efectos gravitacionales en objetos que podemos ver y medir.

Sin embargo, toda esa materia oscura y visible sumadas son poco más de la cuarta parte de la materia del Universo. Los otros tres cuartos son Energía Oscura, los que gobiernan todo. Descubierta hace poco gracias al estudio de las explosiones de estrellas lejanas, con el método desarrollado por el astrónomo chileno Mario Hamuy, esta misteriosa forma de energía se encarga de acelerar la expansión del Universo.