por ¿Qué importancia tienen las estrellas en la Vía Láctea?
¿Cómo se distribuye la materia en el Universo? Un vistazo a nuestra zona cósmica revela que la materia en el Universo está distribuida de forma muy estructurada. Las grandes concentraciones de materia, como las estrellas y los planetas, están intercaladas con grandes áreas de espacio vacío. La tendencia continúa a escalas mayores: las estrellas forman galaxias, que están separadas unas de otras por vastos y desiertos espacios intergalácticos. A escalas aún mayores, las galaxias se reúnen en cúmulos de galaxias, las estructuras más masivas del Universo que se mantienen unidas por la gravedad. Los cúmulos de galaxias se sitúan en los nudos más densos de la red cósmica, la difusa red de estructuras a gran escala formada por densos filamentos de materia y gigantescos vacíos cósmicos que impregnan el Universo.
No, la distribución tan diversa de la materia cósmica que vemos actualmente en el Universo -estrellas, galaxias, cúmulos de galaxias- no ha existido siempre. La densidad de la materia en el Universo primitivo (en el momento de la recombinación) era prácticamente la misma en todas partes, con sólo cambios muy pequeños de un lugar a otro, normalmente del orden de una parte en 100.000.
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Aunque se sabe mucho sobre la expansión del universo, hasta hace poco la base de nuestra comprensión se ha basado en aproximaciones: Para resolver las ecuaciones de la teoría general de la relatividad de Einstein, los investigadores han tenido que suponer que la materia está distribuida uniformemente por el espacio. En realidad, los cúmulos de galaxias y estrellas del universo forman grupos de materia densamente empaquetada, creando cúmulos no homogéneos.
La razón de esta aproximación ha sido la extrema dificultad de realizar los cálculos completos, incluso con los mejores superordenadores. Recientemente, dos grupos independientes decidieron romper esta tradición, modelando el universo no homogéneo con extraordinario detalle.
James Mertens y Glenn Starkman, de la Universidad Case Western Reserve, y Tom Giblin, del Kenyon College (EE.UU.), publicaron sus trabajos en Physical Review Letters y Physical Review D. Otro equipo, Eloisa Bentivegna, de la Universidad de Catania (Italia), y Marco Bruni, de la Universidad de Portsmouth (Reino Unido), publicaron en Physical Review Letters. Los resultados aportan nuevas pruebas de que la tasa de expansión del Universo podría predecirse con mayor precisión cuando se incluye la distribución desigual de la materia en la escala cósmica.
Distribución de música en la materia
En esta ilustración, el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA mira hacia atrás en el tiempo para «cartografiar» la evolución de la materia oscura. El conjunto de datos se crea dividiendo la población de galaxias fuente de fondo en épocas discretas de tiempo (como si se cortaran estratos geológicos), mirando hacia el pasado. Esto se calibra midiendo el corrimiento al rojo cosmológico de las galaxias que hacen de lente y que se utilizan para cartografiar la distribución de la materia oscura, y colocándolas en diferentes «cortes» de tiempo/distancia.
Las galaxias de fondo se ven afectadas por todas las estructuras de su primer plano. Por lo tanto, cuanto más distantes sean las galaxias de fondo seleccionadas, más estructuras podrán ser detectadas. En este caso, las fuerzas respectivas del efecto de lente dependen de las distancias involucradas.
Las distribuciones de masa proyectadas inferidas de las galaxias de bajo, intermedio y alto desplazamiento al rojo se muestran en azul, verde y rojo, respectivamente. Las estructuras cercanas pueden ser detectadas por todos los subconjuntos (como ejemplifica la «mancha» que aparece en la parte superior izquierda de cada panel), mientras que las estructuras muy lejanas sólo pueden ser detectadas por galaxias de fondo aún más lejanas, y por tanto sólo aparecen en el mapa rojo.
Cómo se forman las estrellas
La materia oscura es una forma hipotética de materia que se cree que representa aproximadamente el 85% de la materia del universo[1]. La materia oscura se denomina «oscura» porque no parece interactuar con el campo electromagnético, lo que significa que no absorbe, refleja o emite radiación electromagnética (como la luz) y, por tanto, es difícil de detectar. Diversas observaciones astrofísicas -incluidos los efectos gravitatorios que no pueden ser explicados por las teorías de la gravedad actualmente aceptadas, a menos que haya más materia de la que puede verse- implican la presencia de la materia oscura. Por esta razón, la mayoría de los expertos piensan que la materia oscura es abundante en el universo y ha tenido una fuerte influencia en su estructura y evolución[2].
La principal prueba de la existencia de la materia oscura procede de los cálculos que muestran que muchas galaxias se comportarían de forma muy diferente si no contuvieran una gran cantidad de materia invisible. Algunas galaxias no se habrían formado y otras no se moverían como lo hacen en la actualidad[3] Otras líneas de evidencia incluyen las observaciones en las lentes gravitacionales[4] y el fondo cósmico de microondas, junto con las observaciones astronómicas de la estructura actual del universo observable, la formación y evolución de las galaxias, la localización de la masa durante las colisiones galácticas,[5] y el movimiento de las galaxias dentro de los cúmulos de galaxias. En el modelo estándar de cosmología Lambda-CDM, el contenido total de masa-energía del universo contiene un 5% de materia y energía ordinaria, un 27% de materia oscura y un 68% de una forma de energía conocida como energía oscura[6][7][8][9] Así, la materia oscura constituye el 85%[a] de la masa total, mientras que la energía oscura y la materia oscura constituyen el 95% del contenido total de masa-energía[10][11][12][13].
