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Nuevas y detalladas mediciones nos regalan interesantes descubrimientos, como que sólo hay la mitad de materia oscura de lo que se pensó alrededor de nuestra galaxia y que se necesita una velocidad de 550 kilómetros por segundo para salir de ella



Por Glenys Álvarez

No sabemos qué la conforma pero sabemos que está ahí. Muchas medidas en astronomía son indirectas, conocemos la existencia de exoplanetas y otros objetos debido a que podemos medir sus efectos gravitatorios en otros objetos cercanos. De la misma forma, los astrónomos descubrieron que materia y energía oscura están mucho más presentes en el universo que la materia visible misma. De hecho, uno de los extraordinarios descubrimientos en física fue conocer que la materia visible, esa que reacciona a la luz, sólo conforma un poco más del 4% de todo el Cosmos local. Todo lo demás es atribuido a esas dos damas oscuras y enigmáticas: la materia y la energía; 26.8 y 84.5 % respectivamente, dice Wikipedia.

Sabemos que existen porque hemos medido sus efectos gravitatorios indirectos en la materia visible, la radiación y la estructura del universo a gran escala. Así, los astrónomos saben que cada galaxia está rodeada por un engorroso e invisible halo de materia oscura mucho más grande y más esférico que la galaxia luminosa en su centro. Investigadores elaboraron simulaciones informáticas en el 2006, demostrando que el halo es sorprendentemente grumoso, con concentraciones relativamente densas de materia oscura gravitacionalmente unidas a 'subhalos' dentro del halo. Aquel estudio, que fue publicado en Astrophysical Journal, mostraba una subestructura mucho más amplia que cualquier estudio anterior.

Ahora, sin embargo, la cantidad de materia oscura alrededor de nuestra galaxia parece ser la mitad de lo que se pensaba. De hecho, de acuerdo a investigaciones elaboradas por un equipo en la Universidad de Australia Occidental liderado por el científico nepalés, Prajwal Kafle, el peso de la materia oscura en nuestra galaxia es de 800 000 000 000 (o 8 x 1,011) veces la masa del Sol.

“Hace mucho que sabemos que la mayor parte del universo está oculto”, expresó Kafle, “pero esta es la primera vez que se toman medidas tan detalladas, mirando bien de cerca las fronteras de la Vía Láctea, a unos cinco millones de billones de kilómetros de la Tierra”.
¡Inimaginable!

El equipo también estudió la velocidad de las estrellas en la galaxia y para ambas investigaciones utilizaron una técnica inventada hace ya casi un siglo por el astrónomo británico James Jean, en 1915, conocida como la longitud de Jean y otras mediciones.

Pero los investigadores en Australia tienen otras cartas bajo la manga, una de ellas descubre la realidad sobre las galaxias satélites alrededor de la Vía Láctea.

“La idea actual de la formación y evolución de galaxias, llamada la teoría de la Materia Oscura Fría Lambda, predice que debe haber un puñado de grandes galaxias satélites alrededor de la Vía Láctea, las que deben ser visibles a simple vista, pero no vemos eso” dijo Kafle. “Al utilizar nuestra medición de la masa de la materia oscura la teoría predice que solamente debería haber tres galaxias satélites, que es exactamente lo que vemos, la Gran Nube de Magallanes, la Pequeña Nube de Magallanes y la galaxia enana de Sagitario”.

Es decir, que con la nueva medición de la masa de la materia oscura alrededor de la galaxia, no necesitaremos proponer otras galaxias satélites que no vemos. Sobre esto, el astrofísico de la Universidad de Sydney, profesor Geraint Lewis, quien participó en la investigación, dijo que este problema de los satélites había sido “una espina en el lado cosmológico durante casi 15 años”.

Pero la materia oscura no es la única protagonista en el estudio. Otras medidas permitieron evaluar cosas bien interesantes, además de obtener un modelo holístico de nuestra galaxia. Precisamente, gracias a este modelo, hoy también conocemos la velocidad que necesita una nave para abandonar la Vía Láctea.

“Prepárate para acelerar a 550 kilómetros por segundo si quieres escapar de las garras gravitacionales de nuestra galaxia", dijo Kafle.
Eso es mucho si tenemos en cuenta que para salir del planeta sólo se necesitan 11 kilómetros por segundo.

La imagen es una impresión artística de la Vía Láctea y su halo de materia oscura (que se muestra en azul aunque en realidad es invisible).
Crédito de imagen: ESO / L. Calçada.

La velocidad de la luz nos afecta más de lo que pensamos pues nos ayuda a entender la diferencia entre causa y efecto, sin embargo, el movimiento del espaciotemporal mismo puede hacer que la velocidad de la luz parezca una tortuga.



Por Glenys Álvarez

Hay muchas cosas extrañas en el universo. A veces hasta está de más decirlo; recuerdo la primera vez que escuché que era probable que las estrellas que veía en el cielo ya estuvieran muertas, de hecho, a veces lees de estrellas que parecen ser más viejas que el Cosmos mismo. Pensar en ese viaje prolongado de la luz me producía vértigo. Luego me enteré que los fotones tienen un límite de velocidad, y no sólo eso, nadie más puede ir más rápido que ellos, es imposible, una de esas reglas que debe detener cualquier asomo de neutrinos llegando primero a la meta, como una vez dijeron los italianos. Sin embargo, eso es relativo, veamos por qué.

Primero nos enfrentamos a que la velocidad de la luz no es relativa. No importa quién la mida o dónde la mida o cómo la mida, si está moviéndose si está estático (¿recuerdan el ejemplo del tren?), será siempre la misma: 300,000 kilómetros por segundo en el vacío, una constante universal. Eso es tan rápido que no basta la palabra. Pero también es constante, ¿no? No puedes medir la velocidad de otro carro si estás en movimiento, de hecho, por eso es que los policías deben permanecer estacionados mientras miden la velocidad de los carros, sino van a tener la velocidad de ellos y del carro mezclada, las leyes de física del mundo macro, nos explicaba Einstein, son relativas a muchas variables como esas. Pero algo que no parece cambiar es la constancia de la velocidad de la luz.

Sin embargo, ahora que el nacimiento del universo anda navegando por todas las noticias del globo, escuchamos un dato que rompe esta ley y la encontramos en la súper veloz inflación del cosmos. Primero, intentemos imaginar la billonésima parte de un segundo. Esa fue la duración del primer explosivo instante inflacionario, y voló, nos dicen, en ese picosegundo el estallido cósmico le echó gasolina al fuego, eso hizo a la explosión en la Gran Explosión mucho más explosiva, valgan las redundancias, cambiamos de pensamiento cuando descubrimos que el universo no sólo se expandía sino que había nacido de un Bang inflacionario y que en vez de una expansión lineal, experimentó un crecimiento exponencial. Y que, en ese picosegundo, la explosión fue más veloz que la luz.

Pero, ¿cómo es eso posible? ¿Una ocasión especial?
La velocidad de la luz nos afecta más de lo que pensamos pues nos ayuda a entender la diferencia entre causa y efecto. Si las cosas se movieran más rápido que la luz nuestras experiencias serían realmente extrañas. Por ejemplo, si vas a atrapar una bola de béisbol que viaja más rápido que la luz, sentirás que llegó a tu guante mucho antes de ver que fuera lanzada. Sería el efecto antes de la causa. Sin embargo, la velocidad de la luz es sólo un límite para objetos, como pelotas de béisbol mientras se mueven a través del espacio.
El movimiento del espaciotemporal mismo, sin embargo, puede hacer que la velocidad de la luz parezca una tortuga.

Lo que ocurre es que el universo se expande y se acelera. Los investigadores indican que el universo se expande más rápido que la velocidad de la luz, y, quizás lo más sorprendente, algunas de las galaxias que podemos ver en estos momentos se están alejando a velocidades más rápidas que la luz, muchas de ellas las dejaremos de ver para siempre. Pero es aquí donde debemos detenernos un poco y explicar la diferencia entre movimiento y expansión. Cuando hablamos de lo primero, nos referimos a un objeto que cambia de posición en el espaciotemporal, cuando hablamos de la expansión del espaciotemporal, obviamente, no podemos referirnos a lo mismo, la velocidad de la luz es una restricción para los objetos que existen en el espaciotemporal, no para el espaciotemporal mismo.

Así que en ese picosegundo de inflación, donde todo el universo era del tamaño de un electrón, la explosión movió materia más rápido que un fotón y lo sigue haciendo hasta entre algunas lejanas galaxias, pues el espacio anda acelerándose (culpan a una aún indeterminable energía oscura). Así que agárrense, que el proceso es veloz y, aparentemente, no hay límite de velocidad.

mage credit: NASA/JPL-Caltech

Credit: ESO

-(1) Young, Hot and Blue

Credit: ESO/L. Calçada/S.E. de Mink