La Antorcha Noticias: Materia oscura ¿ Explicación a la formación de galaxias ?

11/04/2013

EDITORIAL DEL ASTRÓNOMO : FÍSICA DE PARTÍCULAS 2 : MATERIA OSCURA.

Autor : Kevin Stevens Ipia Guzmán ,Estudiante Astronomía ,Universidad de Antioquia.

Alguna vez que caminas por la calle te has hecho la pregunta: ¿de qué se compone todo el universo? Al parecer, observamos todo lo que nos rodea tan distinto que sería inevitablemente difícil resumir la composición de todo eso en simples conceptos básicos. Pues en realidad para la ciencia no resulta tan imposible. Grandes aportes de físicos a lo largo de la historia nos han servido para poder entender la verdadera composición de nuestro universo. La idea nace hace unos cuantos años, cuando se plantea la denominada “física de partículas”. Primero echemos un vistazo a la historia.

En la antigüedad, Demócrito y Leucipo sugirieron que la materia no era infinitesimalmente infinita, sino que más bien tenía una partícula diminuta que era “indivisible e inmutable”, a la que llamaron “átomo”. El experimento con que ellos lo planteaban era de la siguiente manera. Si tienes una manzana y la partes con un cuchillo obtendrás dos partes. Si partes ahora las dos mitades en algo más pequeño obtendrás algo más pequeño. En general, llegara algún momento límite en el cual no podrás partir más.

Figura 1. la idea de partícula indivisible aun no ha sido totalmente verificada

ya que las investigaciones sacan amenudo nuevas partículas subatómicas .

Fuente :www.xtimeline.com

Para esa época fue una locura, pero posteriormente sirvió de base para establecer los distintos tipos de modelos de átomos, que en realidad término siendo fundamental para el entendimiento de la cuantización de la materia. No obstante, con el pasar de los años la ciencia no se quedo quieta y permitió encontrar cosas mucho más pequeñas que un átomo. Tanto así que se formo una física específicamente dedicada al estudio de solo lo que componía al átomo. Primero se dieron cuenta que el átomo estaba compuesto de una nube de electrones y en su centro había un núcleo con un protón y un neutrón. La física de partículas nació del hecho que se encontraron objetos más pequeños que estos. Se denominan partículas subatómicas, y existen las simples y las compuestas. En realidad no voy a enfatizar en este artículo lo que nos muestra la física de partículas (que es un tema mucho más complicado y largo). Mejor será que consultes en Wikipedia o alguna biblioteca virtual (o si quieres pregúntale a algún amigo ñoño que tengas). En realidad lo que hay que contar aquí es que existe algo más extraño que una simple partícula, una antipartícula.

El positrón, el “enemigo” o antipartícula del electrón fue la primera de ellas que se predijo por Paul Dirác en 1928 y posteriormente se descubrió por Carl Anderson en 1932. Después de eso vino un boom en el asunto de detectar dichas antipartículas Con el paso del tiempo se pudo determinar que nuestro universo tenía más materia que antimateria. Ello porque se supone que en la “gran explosión” surgió el espacio el tiempo y la energía, y esta desencadeno una aniquilación entre materia y antimateria, pero en realidad surgió más de la una que de la otra.

Para entender lo que pasa con la materia y la antimateria me guiare de un ejemplo que encontré en un documental de Stephen Hawking acerca de quién creo el universo. Se llama CURIOSIDAD: ¿Creó Dios el Universo? para que lo busquen en la web. Dice así:

“para entender lo que pasa con la materia y la antimateria, imaginémonos en una parte desértica. Planeamos cavar un hoyo en la tierra. Inmediatamente comenzamos a cavar, vamos dejando una montaña al lado de la cantidad de tierra que sacamos. Como se puede notar, en el momento hay dos cosas: la montaña y el hoyo. Esto representaría la materia y la antimateria”

Figura 2. Cuando un electrón y su antipartícula positrón ( misma masa ,distinta carga)

se acercan demasiado se produce una partícula llamada neutrino

( http://laantorchanoticias.blogspot.com/2013/02/los-escurridizos-neutrinos.html)

ademas se libera mucha energia en forma de rayos gamma ( radiación ) .

Como sabemos, la energía no se destruye, se trasforma. Debería compensarse en otra cosa. Esto es, una forma de energía distinta a la que conocemos y podemos observar. Algo parecido sucede con la materia. En el universo debería verse algo que compense la materia visible. En este caso funciona así. Ahora, ¿qué pasa cuando una partícula y una antipartícula se juntan? El efecto que generaría un encuentro como estos no sería muy agradable: las dos se aniquilarían generando una gran energía en esta colisión. Pero, ¿Cómo se explicaría que estuviésemos aquí y no vencidos por las antipartículas? En realidad, nuestro universo se compone del 72 % de una energía que no se conoce, pero que teóricamente sirve para explicar muchos fenómenos, como la la expansión acelerada del universo.

Asimismo pasa con la “materia oscura”. No se ha detectado, pero que en realidad está presente en todas las ecuaciones y teorías de los físicos y astrónomos que a diario intentan descifrar el código de la composición del universo.

Actualmente se cree que la materia oscura ocuparía el 23% y la poca materia que “hace parte de nuestra realidad” es de tan solo el 5%. La materia oscura fue sugerida por el físico Fritz Zwicky en 1933 ante la evidencia de una "masa no visible”.

Figura 3. Diagrama de torta de la composición total del universo.

Fuente ::www.portalciencia.net

El asunto con este tipo de materia radica en la densidad de bariones (los cuales son partículas subatómicas formadas por tres cuarks).

Figura 4. La materia oscura no es visible debido a que no emite

ni refleja ondas electromagnéticas ,pero si emite rayos cósmicos especiales

los cuales son las unicas pruebas de estudio actual.

Fuente :www.elcomahueonline.com.ar

En realidad entenderla es tan complejo como encontrarla. No obstante, existe un proyecto que está a punto de dar resultados (y que si valdría la pena porque vaya costo el de este proyecto: 1500 millones de dólares). Se denomina AMS (en inglés Alpha Magnetic Spectrometer, Espectro Magnético Alfa) y es dirigido por el nobel de física Samuel Ting. Este proyecto tuvo dos fases de las cuales el éxito de la primera hizo que se prosiguiera con la segunda. Inicialmente se desarrollo el AMS-01, que fue lanzado a bordo de la misión STS-91 en 1998 y en donde se encontró que este prototipo funcionaba muy bien en el espacio, En sí, lo que se busca desarrollando este artefacto es detectar mediante rayos cósmicos “varias clases de materia exótica”, aprovechando la conveniencia del espacio exterior porque si bien los rayos cósmicos llegan a la Tierra, en ese evento se deben enfrentar a la atmosfera de nuestro planeta, lo que impide que pasen en una totalidad y se pierda gran parte de su información. Una vez se puso en marcha el segundo modelo del AMS: el AMS-02, se genero todo un equipo de investigación de la mano del CERN en ginebra, Suiza, en donde se encuentra el gran acelerador de Hadrones: EL LHC. Pensado por su gran consumo de energía como un modulo anexado a la Estación Espacial Internacional, el AMS-02 fue lanzado después de un gran retraso el 29 de julio de 2010.

Figura 5.De la ley de Gravitación de Newton se deduce que la velocidad

de las estrellas del borde de la galaxia debería ser menor a las estrellas internas

los resultados muestran una velocidad igual , hipótesis : materia oscura.

Fuente :astroverada.com

Después de tanto trabajo y análisis, los resultados parecen prometedores, a pesar de que aun no se ha declarado nada de la mano de su impulsor, el ya mencionado Samuel Ting, que ejerce su labor como físico de partículas , egresado del MIT. Lo único que se dice es que si no es materia oscura lo que se obtuvo, será algo que no se había obtenido hasta ahora.