mayo 26, 2024

Componentes de un universo

Tamaño del universo

La materia normal está formada por los átomos que componen las estrellas, los planetas, los seres humanos y todos los demás objetos visibles del Universo.Por humilde que parezca, la materia normal representa casi con toda seguridad la proporción más pequeña del Universo, entre el 1% y el 10%.

Los cúmulos de galaxias emiten muchos rayos X porque contienen una gran cantidad de gas de alta temperatura. Midiendo la cantidad de rayos X de un cúmulo, los astrónomos pueden calcular tanto la temperatura del gas del cúmulo como la masa del mismo.

En teoría, en un Universo con una alta densidad de materia, los cúmulos de galaxias seguirían creciendo y, por tanto, deberían contener más masa ahora que en el pasado.La mayoría de los astrónomos creen que vivimos en un Universo de baja densidad en el que una misteriosa sustancia conocida como «energía oscura» representa el 70% de su contenido y, por tanto, lo impregna todo.En este escenario, los cúmulos de galaxias deberían dejar de crecer al principio de la historia del Universo y ser prácticamente indistinguibles de los actuales.

Partes del universo

La materia y la energía son los dos componentes básicos de todo el Universo. Un enorme reto para los científicos es que la mayor parte de la materia del Universo es invisible y no se conoce el origen de la mayor parte de la energía. ¿Cómo podemos estudiar el Universo si no podemos ver la mayor parte de él?

El observatorio de rayos X Chandra de la NASA y los telescopios ópticos ayudan a cartografiar la distribución de la materia oscura en los cúmulos de galaxias en colisión, como el Cúmulo de la Bala. Las observaciones de rayos X muestran un frente de choque calentado donde el gas de los cúmulos colisionó y se frenó, pero las mediciones de las lentes gravitacionales muestran que la materia oscura no se vio afectada por la colisión y se separó de la materia normal.

Se ha teorizado que cuando algunas partículas de materia oscura colisionan, se aniquilan y desaparecen en un destello de radiación de alta energía. El Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) de Arizona, capaz de detectar la radiación de rayos gamma, busca la firma de la aniquilación de la materia oscura.

El Telescopio del Polo Sur, en la Antártida, y Chandra están poniendo límites a la energía oscura buscando sus efectos en la evolución de los cúmulos de galaxias a lo largo de la historia del Universo. Al comparar las observaciones de los cúmulos de galaxias con los modelos experimentales, los investigadores estudian cómo la energía oscura compite con la gravedad a lo largo de la historia del Universo.

La energía del universo

La composición química del Universo está dominada por el hidrógeno y el helio producidos en el Big Bang. Los aproximadamente 90 elementos químicos restantes se producen en las estrellas y constituyen sólo un pequeño porcentaje de la masa total. Los astrónomos denominan a estos elementos (todos excepto el hidrógeno y el helio) como metales, aunque esto incluye elementos como el carbono y el oxígeno que no se consideran metales en el sentido normal.

La abundancia de metales con respecto al hidrógeno se conoce como metalicidad. Mientras que el hidrógeno y el helio se encuentran en gran abundancia en todo el Universo, la metalicidad varía en función de la historia de la formación estelar en la región. La composición química del Sol nos da una idea de la composición química de la vecindad solar:

Las metalicidades más altas se encuentran en los centros de las galaxias. Por ejemplo, cerca del centro de la Vía Láctea se han observado estrellas con metalicidades de hasta tres veces el valor solar. Sin embargo, también hay estrellas con sólo una décima parte del valor solar. Estas estrellas se formaron al principio de la historia de la galaxia, antes de que el medio interestelar (y las siguientes generaciones de estrellas) se enriquecieran en metales por la acción de otras estrellas.

Qué es una galaxia

La materia normal está constituida por los átomos que forman las estrellas, los planetas, los seres humanos y cualquier otro objeto visible del Universo.

Los cúmulos de galaxias emiten muchos rayos X porque contienen una gran cantidad de gas de alta temperatura. Midiendo la cantidad de rayos X de un cúmulo, los astrónomos pueden calcular tanto la temperatura del gas del cúmulo como la masa del mismo.

En teoría, en un Universo con una alta densidad de materia, los cúmulos de galaxias seguirían creciendo y, por tanto, deberían contener más masa ahora que en el pasado.La mayoría de los astrónomos creen que vivimos en un Universo de baja densidad en el que una misteriosa sustancia conocida como «energía oscura» representa el 70% de su contenido y, por tanto, lo impregna todo.En este escenario, los cúmulos de galaxias deberían dejar de crecer al principio de la historia del Universo y ser prácticamente indistinguibles de los actuales.