La materia oscura solamente interactua a través una de las cuatro fuerzas elementales, la gravedad, por eso, aunque tiene los mismos efectos gravitatorios que la materia normal, no puede verse directamente al no interactuar con la radiación electromagnética. Queda constancia de su existencia además de por el efecto de lente gravitatorio y los movimientos de los cúmulos de galaxias (post anteriores) por el fondo cósmico de microondas (CMB Cosmic Microwave Background )
La radiación de fondo cósmico de microondas (FCM), con una temperatura de 2,7 k, -270,5ºCy con una desviación de 3 minutos de arco:
Fondo: porque la detectaron como una señal de ruido de fondo.
Cósmico: porque procede de todas las direcciones del espacio.
Microondas: la radiación se encuentra en el rango de frecuencia de las microondas.
Al medir el CMB se dieron cuenta de que era anisótropo*, debido a la interacción de los fotones con la materia del universo, hay una desviación y una variación de temperatura.
(*Anisotropía (≠ Isotropia): Es la propiedad general de la materia según la cual determinadas propiedades físicas (temperatura, conductividad, velocidad de propagación de la luz…) varían según la dirección en que son examinadas.)
Un fotón del CMB se ha encontrado con numerosos objetos antes de que podamos verlo en el telescopio. La influencia gravitatoria de las estructuras (dominadas por la materia oscura)desviarán el camino del fotón. Este proceso de“lente gravitatoria” suma una desviación de 3 minutos de arco, una vigésima de grado. Podrá ser posible averiguar la distribución de la materia oscura por el efecto de lente que provoca en el fondo de microondas, a mayor cantidad mayor distorsión.
La temperatura de un objeto es una media de la energía media del movimiento (energía cinética) de sus moléculas. Al colisionar se intercambian energía. Las colisiones entre partículas significan equilibrio térmico (cuando se tarda más en intercambiar (chocar) esa energía). A 40º no todas las partículas tienen la misma temperatura, 40º es la media.
Se conoce como Efecto Sunyaev-Zel'dovich (KSZ*), son interacciones de la radiación de fondo cósmico de microondas con los electrones libres de las regiones de gas caliente que se encuentran por su camino, especialmente al atravesar el plasma caliente contenido en las grandes estructuras del universo (cúmulos y supercúmulos de galaxias). Los electrones altamente energéticos del gas trasfieren parte de su energía a los fotones y ello produce una distorsión – desplazamiento hacia el azul – del espectro de la radiación. Los fotones dispersados son mucho más energéticos tras el encuentro.
Efecto --> “los cúmulos de galaxias emiten sombras sobre el CMB” .Los fotones de baja energía desaparecen del CMB y reaparecen con energías más altas: La transición entre baja y alta se producen en unos niveles de energía que se corresponden a la frecuencia 217 Ghz.
Esa variación en la energía de los fotones (temperatura) del fondo de microondas solamente se puede dar si la cantidad de materia con la que ha interaccionado es mucho mayor de la que podemos ver, la bariónica, para que esas mediciones resulten tiene que existir seis veces más materia oscura que bariónica. (1)
Si no fuese por el efecto gravitatorio y por la diferencia de temperatura el CMB sería isotropico, su temperatura mediría lo mismo en cualquier punto lo que nos lleva a un universo plano (2) (modelo inflacionario). Ya… claro… como nos interesa que sea plano nos inventamos más materia de la que vemos para justificar esas variaciones… pues no, porque la existencia de materia oscura no solo nos la proporciona el CMB sino que también la obtenemos del efecto de lente gravitatorio y del movimiento de las galaxias.
¿Qué es la materia oscura? No lo saben.
La dividen en (bueno aparecen más divisiones pero yo no doy más de si
):
Materia oscura fría: las partículas se mueven muy lentamente, lo que le permite condensarse en grandes grupos del tamaño de galaxias.
Materia oscura caliente: partículas se mueven muy rápidamente y son demasiado energéticas como para condensarse en galaxias, solo pueden condensarse en estructuras mayores.
Creen que pueden ser:
-“MACHOS” (Massive Compact Halo Objects) = Planetas y enanas marrones flotando libremente
-“WIMPS” (Weakly Interacting Massive Paricles - Partículas Masivas de Interacción Débil)
Se trata de partículas masivas que se produjeron en el universo temprano y caliente, cuando la temperatura del universo era más baja que su masa salieron del equilibrio y de algún modo consiguieron sobrevivir (sin aniquilarse) hasta ahora para formar la materia oscura.
-AXIONES (numerosos y ligeros)
-WIMPS ( pocos y pesados)
Posibles partículas candidatas:
Supersimetrias: Cada partícula elemental del modelo estándar tendría una “supercompañera” más pesada, más lenta materia oscura fría (neutralino). Los neutralinos al chocar entre si se aniquilan y producen rayos gamma que si que pueden ser detectados.
Neutrinos: es un lepton (como el electrón, el muón o el tau) masa nula o casi nula. Sin carga y no sienten la fuerza nuclear fuerte ni la electromagnética por eso son difíciles de detectar. Millones de neutrinos nos atraviesan a la velocidad de la luz.
(2) ¿Se expande el universo para siempre? Depende de la cantidad de material.
Se cree que hay una masa límite por debajo de la cual las galaxias no se forman. La materia oscura atrae y acumula materia que acaba por formar las estrellas y las galaxias. Cuanta más materia oscura más fácil para que las galaxias puedan reunir la materia y comenzar a brillar. La cantidad de materia oscura que necesitó en los orígenes del universo para la formación de galaxias como la vía láctea es de 300.000 millones de veces la masa del sol, eso es mucha materia oscura.
Si la densidad energía-materia es mayor que X (densidad crítica) --> el espacio está curvado como una esfera. Universo Cerrado (si caminas por él terminaras en el mismo sitio --> se expande--> frena (gravedad) --> colapsa
Si la densidad energía-materia es menor que X (densidad crítica)--> Universo abierto (como una silla de montar o el paso de una montaña extendiéndose al infinito)--> se expandirá para siempre.
Si la densidad energía-materia es +/- igual a X (densidad crítica) --> Universo plano (en tres dimensiones) --> se expandirá hasta el infinito y más alla...
Si el espacio fuese cerrado curvaría la trayectoria de la luz (como las lentes). Así las imágenes de los objetos muy distantes y el patrón de fluctuaciones del CMB estarían distorsionados de una determinada forma si el universo fuese cerrado y de otra si fuese abierto.
No se observan estas distorsiones por lo tanto el universo es plano.
Y eso significa que tuvo que haber una determinada densidad. Pero la cantidad de materia (oscura + baríonica) en el universo solo proporciona un 27 % de esas densidad critica. ¿La energía oscura? (3)
La energía oscura contrarresta el surgimiento de estructuras dentro del universo. Un universo sin energía oscura tendría una gran cantidad de estructuras, lo que implicaría que los fotones del CMB sufrirían un efecto de lente mayor con mayores fluctuaciones de la que se produce en esto momentos. La cantidad de efecto lente que vemos es consistente con la cantidad de energía oscura que se esperaría ver con otras medidas.
(1.- ¿Significa que tienen que interactuar con otras partículas que no sean electrones a las que también les roben energía? )
(3.- ¿La densidad critica es mayor que el 27% de materia? ¿por eso necesitamos la energía oscura? Pero entonces sirve tanto para unir (junto con la materia oscura) la materia normal y formar las galaxias como para impedir que se formen demasiadas
(KSZ*
http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Sunyaev-Zel'dovich
http://www.astro.puc.cl/~npadilla/fia30 ... OJECTO.pdf)
(no sé si ha quedado bien tengo muchos problemas con la linea tf.)
)
, sirve tanto para un roto como para un descosido: