¬ŅQu√© es la materia oscura fr√≠a?

¬ŅQu√© es la materia oscura fr√≠a?

El universo está formado por al menos dos tipos de materia. Principalmente, está el material que podemos detectar, que los astrónomos llaman materia "bariónica". Se considera materia "ordinaria" porque está hecha de protones y neutrones, que se pueden medir. La materia bariónica incluye estrellas y galaxias, además de todos los objetos que contienen.

Tambi√©n hay "cosas" en el universo que no se pueden detectar a trav√©s de los medios de observaci√≥n normales. Sin embargo, existe porque los astr√≥nomos pueden medir su efecto gravitacional sobre la materia bari√≥nica. Los astr√≥nomos llaman a este material "materia oscura" porque, bueno, es oscuro. No refleja ni emite luz. Esta misteriosa forma de materia presenta algunos desaf√≠os importantes para comprender muchas cosas sobre el universo, que se remontan al principio, hace unos 13,7 mil millones de a√Īos.

 

El descubrimiento de la materia oscura

Hace d√©cadas, los astr√≥nomos descubrieron que no hab√≠a suficiente masa en el universo para explicar cosas como la rotaci√≥n de las estrellas en las¬† galaxias y los movimientos de los c√ļmulos de estrellas. La masa afecta el movimiento de un objeto a trav√©s del espacio, ya sea una galaxia, una estrella o un planeta. A juzgar por la forma en que rotaban algunas galaxias, por ejemplo, parec√≠a que hab√≠a m√°s masa en alguna parte. No fue detectado. De alguna manera "faltaba" en el inventario de masas que reunieron usando estrellas y nebulosas para asignar a una galaxia una masa determinada. La Dra. Vera Rubin y su equipo estaban observando galaxias cuando notaron por primera vez una diferencia entre las tasas de rotaci√≥n esperadas (basadas en masas estimadas de esas galaxias) y las tasas reales que observaron.

Los investigadores comenzaron a indagar más profundamente para averiguar dónde había ido toda la masa perdida. Consideraron que quizás nuestra comprensión de la física, es decir, la relatividad general , era defectuosa, pero muchas otras cosas no cuadraban. Entonces, decidieron que quizás la masa todavía estaba allí, pero simplemente no era visible.

Si bien todav√≠a es posible que nos falte algo fundamental en nuestras teor√≠as de la gravedad, la segunda opci√≥n ha sido m√°s aceptable para los f√≠sicos. De esa revelaci√≥n naci√≥ la idea de materia oscura. Existe evidencia de observaci√≥n alrededor de las galaxias, y las teor√≠as y modelos apuntan a la participaci√≥n de la materia oscura en las primeras etapas de la formaci√≥n del universo. Entonces, los astr√≥nomos y cosm√≥logos saben que est√° ah√≠ fuera, pero a√ļn no han descubierto qu√© es.

 

Materia oscura fría (CDM)

Entonces, ¬Ņqu√© podr√≠a ser la materia oscura? Hasta el momento, solo existen teor√≠as y modelos. En realidad, pueden dividirse en tres grupos generales: materia oscura caliente (HDM), materia oscura c√°lida (WDM) y materia oscura fr√≠a (CDM).

De los tres, el MDL ha sido durante mucho tiempo el principal candidato a lo que es esta masa faltante en el universo. Algunos investigadores todavía están a favor de una teoría de combinación, en la que los aspectos de los tres tipos de materia oscura existen juntos para formar la masa total que falta.

El CDM es un tipo de materia oscura que, si existe, se mueve lentamente en comparaci√≥n con la velocidad de la luz. Se cree que ha estado presente en el universo desde el principio y muy probablemente ha influido en el crecimiento y evoluci√≥n de las galaxias. as√≠ como la formaci√≥n de las primeras estrellas. Los astr√≥nomos y f√≠sicos creen que lo m√°s probable es que se trate de una part√≠cula ex√≥tica que a√ļn no se ha detectado. Es muy probable que tenga algunas propiedades muy espec√≠ficas:

Tendr√≠a que carecer de interacci√≥n con la fuerza electromagn√©tica. Esto es bastante obvio ya que la materia oscura es oscura. Por lo tanto, no interact√ļa, refleja ni irradia ning√ļn tipo de energ√≠a en el espectro electromagn√©tico.

Sin embargo, cualquier part√≠cula candidata que forme materia oscura fr√≠a deber√≠a tener en cuenta que tiene que interactuar con un campo gravitacional. Como prueba de esto, los astr√≥nomos han notado que las acumulaciones de materia oscura en los c√ļmulos de galaxias ejercen una influencia gravitacional sobre la luz de los objetos m√°s distantes que pasan por ah√≠. Este llamado "efecto de lente gravitacional" se ha observado muchas veces.

 

Objetos candidatos de materia oscura fría

Si bien ninguna materia conocida cumple con todos los criterios para la materia oscura fría, se han propuesto al menos tres teorías para explicar el MDL (si es que existen).

    • Part√≠culas masivas de interacci√≥n d√©bil : tambi√©n conocidas como WIMP , estas part√≠culas, por definici√≥n, satisfacen todas las necesidades del MDL. Sin embargo, nunca se ha encontrado que exista tal part√≠cula. Los WIMP se han convertido en el t√©rmino general para todos los candidatos a materia oscura fr√≠a, independientemente de por qu√© se cree que surge la part√≠cula.¬†
    • Axiones : estas part√≠culas poseen (al menos marginalmente) las propiedades necesarias de la materia oscura, pero por diversas razones probablemente no sean la respuesta a la cuesti√≥n de la materia oscura fr√≠a.
    • MACHO : este es un acr√≥nimo de Massive Compact Halo Objects , que son objetos como agujeros negros , estrellas de neutrones antiguas, enanas marrones y objetos planetarios.. Todos estos son no luminosos y masivos. Pero, debido a sus grandes tama√Īos, tanto en t√©rminos de volumen como de masa, ser√≠an relativamente f√°ciles de detectar monitoreando las interacciones gravitacionales localizadas. Hay problemas con la hip√≥tesis MACHO. El movimiento observado de las galaxias, por ejemplo, es uniforme de una manera que ser√≠a dif√≠cil de explicar si los MACHO suministraran la masa faltante. Adem√°s, los c√ļmulos de estrellas requerir√≠an una distribuci√≥n muy uniforme de tales objetos dentro de sus l√≠mites. Eso parece muy poco probable. Adem√°s, la gran cantidad de MACHO que tendr√≠a que ser bastante grande para explicar la masa faltante.
 

En este momento, el misterio de la materia oscura a√ļn no tiene una soluci√≥n obvia. Los astr√≥nomos contin√ļan dise√Īando experimentos para buscar estas elusivas part√≠culas. Cuando descubran qu√© son y c√≥mo se distribuyen por todo el universo, habr√°n abierto otro cap√≠tulo en nuestra comprensi√≥n del cosmos.



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