Materia oscura
¿Por qué un potente observatorio infrarrojo es clave para ver las primeras estrellas y galaxias que se formaron en el universo? ¿Por qué queremos ver las primeras estrellas y galaxias que se formaron? Una de las razones es que… ¡todavía no lo hemos hecho! Los satélites de microondas COBE y WMAP vieron la firma de calor que dejó el Big Bang unos 380.000 años después de que se produjera. Pero en ese momento no había estrellas ni galaxias. De hecho, el universo era un lugar bastante oscuro.
Después del Big Bang, el universo era como una sopa caliente de partículas (es decir, protones, neutrones y electrones). Cuando el universo comenzó a enfriarse, los protones y neutrones empezaron a combinarse en átomos ionizados de hidrógeno (y eventualmente de helio). Estos átomos ionizados de hidrógeno y helio atrajeron electrones, convirtiéndolos en átomos neutros, lo que permitió que la luz viajara libremente por primera vez, ya que esta luz ya no se dispersaba por los electrones libres. El universo ya no era opaco. Sin embargo, todavía pasaría algún tiempo (¡quizás hasta unos cientos de millones de años después del Big Bang!) antes de que las primeras fuentes de luz comenzaran a formarse, poniendo fin a la edad oscura cósmica. No se sabe exactamente cómo era la primera luz del universo (es decir, las estrellas que fusionaron los átomos de hidrógeno existentes en más helio) ni cuándo se formaron estas primeras estrellas. Estas son algunas de las preguntas a las que Webb pretende ayudarnos a responder. Véase también nuestra entrevista con John Mather sobre el Big Bang.
Época Lepton
COSMOLOGÍA | BIG BANGEsta instantánea de la simulación cosmológica por ordenador Illustris muestra un enorme cúmulo de galaxias en el centro, entrelazado con hilos de materia oscura (azul) y gas (naranja). La edad oscura es cuando los astrónomos creen que las diminutas perturbaciones visibles en el fondo cósmico de microondas se transformaron en las estructuras a gran escala que vemos hoy en todo el universo.Colaboración de IllustrisEsta historia proviene de nuestro número especial de enero de 2021, “El principio y el fin del universo”. Haga clic aquí para adquirir el número completo.
El universo primitivo era un lugar de extremos. Era inconcebiblemente pequeño y abrasador, con toda la energía y la materia que jamás habría en un espacio diminuto mil millones de veces más caliente que el centro del Sol. En los primeros momentos después del Big Bang, el universo se enfrió lo suficiente como para que surgieran partículas fundamentales, como los quarks y los electrones. Los quarks se combinaron para formar protones y neutrones y, poco después, se formaron los núcleos de deuterio, helio y litio. La energía recorrió el universo naciente en forma de fotones, pero esa luz primitiva rebotó en cada momento contra los electrones libres, que aún no estaban unidos a ningún átomo.
Wikipedia
El Murchison Widefield Array (MWA) -una red de radiotelescopios en el interior de Australia- está rastreando los cielos en busca de rastros de hidrógeno neutro, la última molécula superviviente de la edad oscura cósmica.
Brandon SpecktorEscritor seniorBrandon ha sido escritor senior en Live Science desde 2017, y anteriormente fue escritor y editor de la revista Reader’s Digest. Sus escritos han aparecido en The Washington Post, CBS.com, el sitio web de la Fundación Richard Dawkins y otros medios. Es licenciado en escritura creativa por la Universidad de Arizona, con especialización en periodismo y artes mediáticas. Lo que más le gusta es escribir sobre el espacio, la geociencia y los misterios del universo.
Edad del universo
Imagen de fondo: Una simulación por superordenador de la distribución de la materia en el Universo realizada por cosmólogos de la Universidad de Durham. Entre los componentes más cercanos de la estructura cósmica a gran escala se encuentran el Supercúmulo Local, la Gran Muralla, el Gran Atractor y la Concentración de Shapley. Además, las observaciones del observatorio de rayos X Chandra han revelado parte de una red intergaláctica de gas caliente y materia oscura que es crucial para definir el paisaje cósmico. Sólo el gas caliente, que parece extenderse como una niebla en canales tallados por ríos de gravedad, es más masivo que todas las estrellas del universo. Su detección podría permitir a los astrónomos trazar un mapa de la distribución de la materia oscura.
Tras la recombinación de núcleos de helio y protones con electrones para formar átomos neutros, el universo se volvió transparente. Este desacoplamiento de la radiación de la materia se produjo cuando las energías cinéticas térmicas cayeron por debajo de las energías de enlace de los átomos – para el hidrógeno, 13,6 eV. Las energías cinéticas térmicas son del orden kT, donde k es la constante de Boltzmann; 13,6 eV corresponden a una temperatura de unos 100.000 K.