martes, 23 de febrero de 2010

¿Adiós a la energía oscura?

En 1998 dos equipos de astrofísicos anunciaron, para sorpresa de casi todo el mundo, que el universo se expande cada vez más rápido. Lo dedujeron después de observar muchísimos casos de estrellas en explosión que estaban más lejos de lo que deberían de estar si la expansión del universo se fuera frenando, como se había supuesto desde hacía 60 años. La conclusión era tremenda por dos motivos contradictorios: por una parte, nadie se lo esperaba; por la otra, cuadraba perfectamente con ciertas contradicciones en el modelo del origen del universo que no dejaban dormir a los cosmólogos desde hacía tiempo.

Una conclusión así de importante merece que expliquemos brevemente de dónde sale. Los astrónomos habían estado observando explosiones estelares llamadas supernovas tipo Ia en galaxias lejanísimas. Estas supernovas tienen dos características muy útiles: 1) son tan brillantes que se ven desde muy lejos, y 2) todas tienen el mismo brillo, como si fueran focos de 100 watts, aunque a distintas distancias se vean unas más tenues, otras más brillantes. Comparando su brillo intrínseco con su brillo aparente podemos deducir a qué distancia se encuentran. Pero las distancias no concordaban con la antigüedad que se les calculaba: estaban mucho más lejos de lo que deberían. Luego de muchos dolores de cabeza, los dos equipos rivales se pusieron en contacto y concluyeron juntos que la única explicación de la discordancia sería que la expansión del universo no va al ritmo que se había pensado, y de hecho, se está acelerando. ¿Por qué? Nadie lo sabe aún, pero al agente, desconocido hasta hoy, que produce esa aceleración se le dio el sugerente nombre de energía oscura. Desde entonces la energía oscura se cuenta como uno de los ingredientes más importantes del unvierso...aunque no sepamos qué es.

El 18 de febrero de 2010 Marat Gilfanov y Akos Bogdan, del Instituto Max Planck de Astrofísica, Alemania, publicaron en Nature un artículo que podría poner en entredicho la solidez de la hipótesis de la energía oscura. Según la teoría más aceptada, las supernovas Ia se producen cuando una estrella anciana de tipo enana blanca que absorbe material de su entorno alcanza una masa igual a 1.4 veces la masa del Sol. Esta masa límite, tras la cual se produce la explosión, se llama límite de Chandrasekhar en honor al astrofísico indio que la calculó en los años 30. El mecanismo de la enana blanca golosa produce siempre explosiones del mismo brillo (puesto que todas explotan con una masa igual al límite de Chandrasekhar).

Gilfanov y Bogdan se dijeron que si en una galaxia hay enanas blancas absorbiendo gases de su entorno, ese material, al arremolinarse en las cercanías de la estrella antes de irse por la coladera cósmica, se calentaría tanto, que lo veríamos emitir grandes cantidades de rayos X. Usando datos del archivo del Telescopio Espacial "Chandra" de Rayos X para examinar varias galaxias elípticas, los astrónomos encontraron que emitían cantidades de rayos X mucho menores de las que cabría esperar si todas las supernovas Ia ocurrieran por el mecanismo de "acreción" (de absorción de material del entorno). Gilfanov y Bogdan calcularon que sólo 5 % de las supernovas Ia de estas galaxias (donde abundan las estrellas viejas) se producen por este mecanismo, fundamental para los estudios de energía oscura. El resto --no hay más remedio-- se produce por otro mecanismo: choques de enanas blancas, que, al juntarse, rebasan el límite de Chandrasekhar. El problema es que así ya no podemos estar tan seguros de que todas las supernovas Ia tengan el mismo brillo intrínseco, como focos de 100 watts. En efecto, las enanas blancas que se fusionan pueden tener una amplia gama de masas al explotar juntas con tal de que rebasen el límite.




Dos enanas blancas en colisión producen una supernova Ia


El resultado de Gilfanov y Bogdan "enturbia las aguas", como dijo otro astrofísico. ¿Habrá que rechazar entonces la energía oscura? Al parecer no, por dos razones: 1) las supernovas Ia de los estudios de energía oscura se encontraban en galaxias espirales, donde el mecanismo de acreción es más frecuente que el de colisión por haber menos estrellas viejas y estar la población menos hacinada, y 2) la hipótesis de energía oscura encaja muy bien en el rompecabezas de nuestra teoría del origen y estructura del universo. Eso sí: habrá que andar con más cuidado.

14 comentarios:

mildiezmil dijo...

eso de la expancion del universo y la materia oscura puede afectar en algo ala tierra

Sergio de Régules dijo...

No, no hay de qué preocuparse. Es como en la película de Woody Allen: el niño se queja de que no puede hacer la tarea porque el universo se está expandiendo y su mamá le rebate "¡Manhattan no se está expandiendo!" Tampoco la Tierra, ni el Sistema Solar; ni siquiera nuestra galaxia ni nuestro cúmulo de galaxias. La expansión --y su aceleración-- sólo tienen efecto a escalas inmensas de espacio y de tiempo.

matematico201 dijo...

Saludos.

Interesante la reseña del estudio realizado por estos científicos. Pero al final, ¿qué más se sabe de la energía oscura y cómo se relaciona con lo que también han llamado 'materia oscura'?

guillermo dijo...

muy interesante

saludos

J. Vicente Hernández-Hernández dijo...

Hola Sergio, buen artículo, sin embargo tengo un par de comentarios. Primero, creo que el estudio de Gilfanov aporta muy poco (si no es que nada) al tema de la energía oscura; todas las Supernovas Ia son producidas por un mismo efecto: una estrella enana blanca que supera las aprox. 1.4 veces la masa del Sol, independientemente de si es por comer material de su estrella compañera o por fusión de dos enanas. Es decir, al final, tienes el mismo efecto de luz, la misma cantidad pues y la supernova Ia brillará como debe brillar y por supuesto te sirve como candela estandar. Y segundo, como lo dices, el estudio de los astrónomos SOLO se basa en galaxias cercanas y llenas de estrellas viejas. Habría que ver lo que sucede con las galaxias muy lejanas, donde se observan las cantidades de supernovas Ia mencionadas y que son usadas para calcular la expasión acelerada del Universo.

Creo que el artículo de Gilfanov y Bogdán más que decirnos algo de la energía oscura (de materia oscura mucho menos) nos habla de la forma "alternativa" en cómo las SN Ia se forman en galaxias cercanas.

Martín Bonfil Olivera dijo...

Wow, hace mucho que no me sorpendías, querido de Régules! y al final, entonces, ¿en qué quedamos?

abrazo
Martín

Luis Martin Baltazar Ochoa dijo...

Sergio:
Lo primero que veo es que este tema es pero que muy calientito, de este mismo mes. L apolemica cientifica apenas viene. Felicitaciones.

Lo segundo: ¿tu que crees? ¿el universo se expandira sin remedio, sin contraccion final (big crunch)?

Porque la primera idea, antes, era un universo ciclico, expendiendose y contrayendose, hasta el infinito... pero con la aceleracion creciente, todo lo que se ve es un universo separandose, disolviendose, apagandose lentamente. Al final, el vacio.

¿tu como crees que será?

Sergio de Régules dijo...

@Vicente (como dicen en Twitter): Sí, al final no pone en entredicho lo de la energía oscura porque las supernovas Ia alternativas se producen más bien en galaxias elípticas y las supernovas de los estudios de energía oscura son de galaxias espirales. Pero, al parecer, el resultado sí hizo dar un respingo a más de uno. Pero dime, si la supernova Ia viene de la colisión de dos enanas blancas, puede explotar con una masa mayor que el límite de Chandrasekhar, ¿no? Y eso podría alterar la luminosidad intrínseca y con ello, el valor de las SIa como patrones de luminosidad. En fin, eso dicen...

Sergio de Régules dijo...

Fonbil: Gracias y, como se decía hace mucho por aquí cuando uno se lucía: "¡arroz!"

Jesús Magonz dijo...

Después de ver video dan ganas de decir Wiiiii,claro después viene la explosión muy hollywood, que aunque seguramente se queda corta a la realidad la verdad se ve bastante algo chafa. Hay material de este tipo de colisiones, son observables o meras suposiciones?
La verdad es muy interesante aunque me siento muy ignorante al respecto, alguna sugerencia de donde puedo leer al respecto? una buena fuente no wikipedia.

Por cierto no estaría mal el twitter de @imagenenlaciencia o algo asi.. o publica el tuyo Sergio si es que no te incomoda.

Saludos

p.s. Creo que mi comentario ahora si quedó del tamaño de los de Luis Martín.. jeje

Luis Martin Baltazar Ochoa dijo...

Sergio, una pregunta fuera de tema: hoy escuché la noticia de que se desprendió de la antartida un iceberg del tamaño de Luxemburgo... ¿que efectos podria tener en el balance climatico? ¿podrias tratar de esto en un proximo tema?

DEMERZEL dijo...

Interesante este descubrimiento, como bien dices Sergio, sí las SN Ia se producen por colisión explotarán con una masa mucho mayor al límite de Chandrasekhar y por tanto, su luminosidad ya no es la misma en todos los casos. Ahora bien, si en los estudios sobre la expansión acelerada no fueron esa clase de explosiones las que se tuvieron en cuenta, pues realmente este nuevo resultado no le quita ninguna validez a lo conocido hasta ahora, más bien aporta más información la cual debe ayudar a tener mejores y más amplios resultados sobre energía oscura.

Oye Sergio has escuchado sobre estudios de Termodinámica de sistemas complejos (sobretodo sistemas vivos)? Me parece muy emocionante como la Segunda Ley de la Termodinámica en realidad favorece la formación de estructuras complejas como los seres vivos (contrario a lo que alguna vez se creyó), ya que en realidad los sistemas vivos somos excelentes máquinas productoras de entropía. Que piensas de todo esto?

Saludos!

Biker dijo...

Hola Sergio, mi nombre es Carlos y visito con frecuencia tu blog, me encanta leerte, antes te escuchaba cuando vivia en la ciudad de Mexicali en las mañanas cuando iba a la universidad, pero termine la carrera y me regresé a mi tierra en La Paz BCS, aqui no se escucha imagen desgraciadamente, a no ser por internet, el cual esta restringido en mi trabajo.

Por acá tengo un blog tambien que acaba de cumplir un añito ultimamente he estado usando una muy buena herramienta para administrarlo y quizá te ayude tanto como a mi (unicamente si eres usuario de windows porque el programa es de microsoft) el programa es "Windows Live Writer" te puede ayudar a justificar los textos y asignarle un mismo formato a todo, porque a veces en tus posts tienes diferentes estilos de letra etc y no se me hace armonioso visualmente. (¿que criticón no?)

Ya que llevo todo esto escrito como que me estoy arrepintiendo de publicar el comentario, pensarás ¿y quien te pidió consejo?

por favor, no me lo tomes a mal, sigue publicando, por aqui te leeré

tu obsesivo lector Carlos Rivas

te dejo un link a mi blog igual tu puedes tener algun buen consejo.
www.elbikerblog.com

DEMERZEL dijo...

Hey Biker! Que buena aportación! jeje No creo que a Sergio le moleste, aunque tal vez a él le guste que su blog sea algo caótico, jeje... cuanta especulación eh Sergio?

A mí me encantó la información ya que a mí si me molesta que cuando escribo una entrada en mi incipiente blog, queda del tamaño que se le ocurre ese día al Blogger... Y todo se ve por ningún lado, así que gracias!

Por cierto mi blog es:

http://danzafractal.blogspot.com

Pasen y critiquen!

Saludos!