El lado oscuro del universo

Materia oscura

La AMS se embarcó en una misión para explorar reinos lejanos e inexplorados de nuestro Universo, en los que se pueden revelar respuestas a algunas preguntas de larga data en la física de partículas y la cosmología y descubrir fenómenos inesperados.

«Nunca en la historia de la ciencia fuimos tan conscientes de nuestra ignorancia: sabemos que no sabemos nada de lo que constituye el 95% de nuestro Universo». – Prof. Roberto Battiston, portavoz adjunto de AMS-02

En las últimas décadas se han producido muchos descubrimientos fundamentales en astrofísica, como los púlsares, la radiación de fondo de microondas y los estallidos de rayos gamma.Sin embargo, los rayos cósmicos se topan con un muro delgado pero eficaz: la atmósfera de la Tierra absorbe y cambia las partículas cargadas, por lo que no se pueden medir fácilmente en tierra. Además, su carga eléctrica sólo puede identificarse por su trayectoria en un campo magnético. Ahora, con un detector magnético en el espacio, los astrónomos y los físicos de partículas esperan con impaciencia los datos.

El Espectrómetro Magnético Alfa estudia los rayos cósmicos de alta energía, ayudando a los científicos a entender por qué hay una llamativa preponderancia de la materia sobre la antimateria en el Universo visible. El AMS buscará antimateria hasta el límite del universo observable.La materia normal visible, como las estrellas, los planetas y las galaxias, representa menos del 5% del Universo. Según las teorías y las observaciones indirectas, el otro 95% es «materia oscura» y «energía oscura», pero se sabe poco de ellas.

Sacudir el universo oscuro

Los agujeros negros son uno de los misterios más fascinantes del universo. Nada, ni siquiera la luz, puede escapar de un agujero negro. Y en el centro de casi todas las galaxias hay un agujero negro supermasivo que es de millones a miles de millones de veces más masivo que el sol. Entender los agujeros negros y cómo se convierten en supermasivos podría arrojar luz sobre la evolución del universo.

Tres físicos del Laboratorio Nacional de Brookhaven del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) han desarrollado recientemente un modelo para explicar la formación de los agujeros negros supermasivos, así como la naturaleza de otro fenómeno: la materia oscura. En un artículo publicado en Physical Review Letters, los físicos teóricos Hooman Davoudiasl, Peter Denton y Julia Gehrlein describen una transición de fase cosmológica que facilitó la formación de agujeros negros supermasivos en un sector oscuro del universo.

Una transición de fase cosmológica es similar a un tipo de transición de fase más familiar: llevar el agua a ebullición. Cuando el agua alcanza la temperatura exacta, estalla en burbujas y vapor. Imaginemos que ese proceso tiene lugar con un estado primordial de la materia. A continuación, desplaza el proceso a la inversa para que tenga un efecto de enfriamiento y magnifícalo a la escala del universo.

გამოხმაურება

Las fantasmales nubes azules en el centro del cúmulo de galaxias Abell 1689 muestran dónde creen Dan Coe y su equipo que se esconde la materia oscura. Abell 1689 alberga unas 1.000 galaxias y billones de estrellas. NASA, ESA y Dan Coe (NASA JPL/Caltech y STScI)

Podemos ver el sol, otras estrellas y objetos lejanos que brillan en la oscuridad. Con las herramientas adecuadas, podemos incluso ver cosas que de otro modo serían invisibles, como el aire de la atmósfera o el gas caliente de galaxias lejanas.

Al astrónomo Carl Sagan le gustaba decir: «Estamos hechos de materia estelar». Quería decir que todo lo que conocemos -tú y tu perro, la Tierra y la Luna- está hecho del mismo tipo de átomos que las estrellas brillantes. Estos átomos forman elementos como el carbono, el hidrógeno, el nitrógeno, el oxígeno y cientos más.

En los últimos años, los astrónomos han demostrado que la «materia estelar» no es la única materia del universo. Hay algo más que mueve las galaxias de forma inesperada. Ese algo más incluye la materia oscura y la energía oscura. Aunque estas dos cosas están ocultas a la vista, o son «oscuras», son muy diferentes entre sí. Como los científicos no pueden observar la materia y la energía oscuras directamente, tienen que estudiar cómo la energía y la materia oscuras afectan a los objetos celestes que podemos ver: las estrellas y las galaxias visibles.

El lado oscuro del universo 2021

La AMS se embarcó en una misión para explorar reinos lejanos e inexplorados de nuestro Universo, en los que se pueden revelar respuestas a algunas preguntas de larga data de la física de partículas y la cosmología y descubrir fenómenos inesperados.

«Nunca en la historia de la ciencia fuimos tan conscientes de nuestra ignorancia: sabemos que no sabemos nada de lo que constituye el 95% de nuestro Universo». – Prof. Roberto Battiston, portavoz adjunto de AMS-02

En las últimas décadas se han producido muchos descubrimientos fundamentales en astrofísica, como los púlsares, la radiación de fondo de microondas y los estallidos de rayos gamma.Sin embargo, los rayos cósmicos se topan con un muro delgado pero eficaz: la atmósfera de la Tierra absorbe y cambia las partículas cargadas, por lo que no se pueden medir fácilmente en tierra. Además, su carga eléctrica sólo puede identificarse por su trayectoria en un campo magnético. Ahora, con un detector magnético en el espacio, los astrónomos y los físicos de partículas esperan con impaciencia los datos.

El Espectrómetro Magnético Alfa estudia los rayos cósmicos de alta energía, ayudando a los científicos a entender por qué hay una llamativa preponderancia de la materia sobre la antimateria en el Universo visible. El AMS buscará antimateria hasta el límite del universo observable.La materia normal visible, como las estrellas, los planetas y las galaxias, representa menos del 5% del Universo. Según las teorías y las observaciones indirectas, el otro 95% es «materia oscura» y «energía oscura», pero se sabe poco de ellas.