Una Simulación Sugiere que la Energía Obscura no Existe Realmente
International Business Times
Original de Avaneesh Pandey
International Business Times Marzp 31, 2017
El Universo en el cual vivimos se está expandiendo, y su expansión se está acelerando. En 2011, tres investigadores quienes probaron que el Universo está en una expansión acelerada mediante el estudio de las supernovas tipo Ia — las cuales son objetos que siempre explotan con el mismo brillo, haciéndolas una de las “candelas estándar”{i} que los astrónomos usan para medir distancias en el cosmos — fueron laureados con el premio Nobel de Física.
El problema es, que no sabemos que esta dirigiendo esta expansión acelerada.
Aquí es donde la “energía obscura” participa. De acuerdo al modelo Lambda de Materia Obscura Fría (Lambda-CDM: Lambda Cold Dark Matter ) el cual es el marco que gobierna nuestro entendimiento actual del origen y evolución del Universo, la energía obscura y la materia obscura que constituye el 68% del Universo, se cree que son las responsables por su acelerada expansión.
Sin embargo, un estudio publicado en la última edición de Noticias Mensuales de la Sociedad Real (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society), ha planteado ahora un pregunta fascinante — que pasa si la energía obscura no existe?
De acuerdo con los autores de este estudio, la energía obscura puede solo ser el resultado de una aproximación que los modelos convencionales de la cosmología en el cálculo del índice de expansión del Universo. Esos modelos asumen — incorrectamente, de acuerdo a los investigadores — que la densidad de materia en el cosmos es uniforme y que el Universo se está expandiendo suavemente.
“Las ecuaciones de la relatividad general de Einstein que describe la expansión del Universo son tan complejos matemáticamente, que por cientos de años no hubo una solución para el efecto de las estructuras cósmicas que se han hallado,” el coautor del estudio Laszlo Dobos de la Universidad Eötvös Loránd en Hungría dijo en una declaración este Jueves. “No sabemos de las observaciones de una supernova que precise la aceleración del Universo, pero al mismo tiempo nosotros confiamos en las aproximaciones de las ecuaciones de Einstein las cuales pueden introducir unos serios efectos colaterales, tal y como necesitamos de la energía obscura, en los modelos designados para concordar con la información observacional.”
Con el fin de vencer estos “efectos colaterales,” los investigadores usaron una simulación computarizada para modelar los efectos de la gravedad en la distribución de millones de partículas de la materia obscura, y así reestructurar la evolución del Universo. Aun cuando este modelo que se ha creado, llamado Avera, mostró las diferentes regiones del cosmos expandiéndose a diferentes ratas,{ii} el taza promedio de expansión se halló que era consistente con las observaciones actuales.
“Nuestros hallazgos descansan en las conjeturas matemáticas las cuales permiten diferenciar la expansión del espacio consistente con la relatividad general, y ellos muestran como la formación de estructuras de materia afectan la expansión.” dijo Dobos. “Todos estas controversias fueron echadas debajo de la alfombra pero si los tomamos en cuenta ellos pueden explicar la aceleración sin necesidad de la energía obscura.”
A propósito, los hallazgos de los investigadores no son aun concluyentes, especialmente desde que se hace necesario conciliarlas con las observaciones que nos dicen que vivimos en un Universo homogéneo e isotrópico.{iii} Sin embargo, si la necesidad de una energía obscura para explicar la expansión del Universo es removida, este podría según los autores del estudio, cambiar “la dirección de la investigación en la física.”
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{i}Cuando no es posible utilizar un método geométrico se usan las denominadas candelas estándar para medir la distancia. Las candelas estándar son objetos astronómicos que tienen una luminosidad o una propiedad conocida que nos permite usarlas para medir su distancia. Estos objetos deben de poder reconocerse a partir de alguna característica como, por ejemplo, una variabilidad temporal específica o alguna característica de su espectro electromagnético. Además dependiendo de la mayor o menor luminosidad de la candela podrá observarse, y por lo tanto permitirnos medir, hasta distancias mayores o menores.
Para poder usar un objeto de luminosidad conocida como candela estándar hay que calibrar su luminosidad intrínseca. Si conocemos el flujo (f) que recibimos del objeto y su distancia (d), por uno de los métodos directos explicados anteriormente, se puede calcular su luminosidad con la siguiente relación:
{displaystyle L_{text{candela}}=4pi f_{text{candela}}d_{text{candela}}^{,2}!} {displaystyle L_{text{candela}}=4pi f_{text{candela}}d_{text{candela}}^{,2}!}
obtenemos la luminosidad, que es una propiedad independiente de la distancia, de esa candela. En algunos objetos usados como candelas estándar la luminosidad varía con el tiempo pero siempre de una forma conocida.
En el caso de que no se pudiera estimar con métodos geométricos la distancia a la candela, se usaría la distancia estimada a partir de una candela de diferente clase. De esta manera se van alcanzando cada
vez distancias más grandes.
{ii} Razón o Tasa, (conocida en algunos ámbitos por el anglicismo/barbarismo rata, falso amigo proveniente de las palabras rate y ratio) un cociente entre dos unidades distintas.
{iii} Característica que posee el Universo de verse igual en todas direcciones sin importar la posición del o los observadores que se encuentren en él, ya que cualesquiera que sea su ubicación, estarán observando el mismo universo.
International Business Times
Original de Avaneesh Pandey
International Business Times Marzp 31, 2017
El Universo en el cual vivimos se está expandiendo, y su expansión se está acelerando. En 2011, tres investigadores quienes probaron que el Universo está en una expansión acelerada mediante el estudio de las supernovas tipo Ia — las cuales son objetos que siempre explotan con el mismo brillo, haciéndolas una de las “candelas estándar”{i} que los astrónomos usan para medir distancias en el cosmos — fueron laureados con el premio Nobel de Física.
El problema es, que no sabemos que esta dirigiendo esta expansión acelerada.
Aquí es donde la “energía obscura” participa. De acuerdo al modelo Lambda de Materia Obscura Fría (Lambda-CDM: Lambda Cold Dark Matter ) el cual es el marco que gobierna nuestro entendimiento actual del origen y evolución del Universo, la energía obscura y la materia obscura que constituye el 68% del Universo, se cree que son las responsables por su acelerada expansión.
Sin embargo, un estudio publicado en la última edición de Noticias Mensuales de la Sociedad Real (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society), ha planteado ahora un pregunta fascinante — que pasa si la energía obscura no existe?
De acuerdo con los autores de este estudio, la energía obscura puede solo ser el resultado de una aproximación que los modelos convencionales de la cosmología en el cálculo del índice de expansión del Universo. Esos modelos asumen — incorrectamente, de acuerdo a los investigadores — que la densidad de materia en el cosmos es uniforme y que el Universo se está expandiendo suavemente.
“Las ecuaciones de la relatividad general de Einstein que describe la expansión del Universo son tan complejos matemáticamente, que por cientos de años no hubo una solución para el efecto de las estructuras cósmicas que se han hallado,” el coautor del estudio Laszlo Dobos de la Universidad Eötvös Loránd en Hungría dijo en una declaración este Jueves. “No sabemos de las observaciones de una supernova que precise la aceleración del Universo, pero al mismo tiempo nosotros confiamos en las aproximaciones de las ecuaciones de Einstein las cuales pueden introducir unos serios efectos colaterales, tal y como necesitamos de la energía obscura, en los modelos designados para concordar con la información observacional.”
Con el fin de vencer estos “efectos colaterales,” los investigadores usaron una simulación computarizada para modelar los efectos de la gravedad en la distribución de millones de partículas de la materia obscura, y así reestructurar la evolución del Universo. Aun cuando este modelo que se ha creado, llamado Avera, mostró las diferentes regiones del cosmos expandiéndose a diferentes ratas,{ii} el taza promedio de expansión se halló que era consistente con las observaciones actuales.
“Nuestros hallazgos descansan en las conjeturas matemáticas las cuales permiten diferenciar la expansión del espacio consistente con la relatividad general, y ellos muestran como la formación de estructuras de materia afectan la expansión.” dijo Dobos. “Todos estas controversias fueron echadas debajo de la alfombra pero si los tomamos en cuenta ellos pueden explicar la aceleración sin necesidad de la energía obscura.”
A propósito, los hallazgos de los investigadores no son aun concluyentes, especialmente desde que se hace necesario conciliarlas con las observaciones que nos dicen que vivimos en un Universo homogéneo e isotrópico.{iii} Sin embargo, si la necesidad de una energía obscura para explicar la expansión del Universo es removida, este podría según los autores del estudio, cambiar “la dirección de la investigación en la física.”
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{i}Cuando no es posible utilizar un método geométrico se usan las denominadas candelas estándar para medir la distancia. Las candelas estándar son objetos astronómicos que tienen una luminosidad o una propiedad conocida que nos permite usarlas para medir su distancia. Estos objetos deben de poder reconocerse a partir de alguna característica como, por ejemplo, una variabilidad temporal específica o alguna característica de su espectro electromagnético. Además dependiendo de la mayor o menor luminosidad de la candela podrá observarse, y por lo tanto permitirnos medir, hasta distancias mayores o menores.
Para poder usar un objeto de luminosidad conocida como candela estándar hay que calibrar su luminosidad intrínseca. Si conocemos el flujo (f) que recibimos del objeto y su distancia (d), por uno de los métodos directos explicados anteriormente, se puede calcular su luminosidad con la siguiente relación:
{displaystyle L_{text{candela}}=4pi f_{text{candela}}d_{text{candela}}^{,2}!} {displaystyle L_{text{candela}}=4pi f_{text{candela}}d_{text{candela}}^{,2}!}
obtenemos la luminosidad, que es una propiedad independiente de la distancia, de esa candela. En algunos objetos usados como candelas estándar la luminosidad varía con el tiempo pero siempre de una forma conocida.
En el caso de que no se pudiera estimar con métodos geométricos la distancia a la candela, se usaría la distancia estimada a partir de una candela de diferente clase. De esta manera se van alcanzando cada
vez distancias más grandes.
{ii} Razón o Tasa, (conocida en algunos ámbitos por el anglicismo/barbarismo rata, falso amigo proveniente de las palabras rate y ratio) un cociente entre dos unidades distintas.
{iii} Característica que posee el Universo de verse igual en todas direcciones sin importar la posición del o los observadores que se encuentren en él, ya que cualesquiera que sea su ubicación, estarán observando el mismo universo.