Materia oscura

Lei hace poco algo sobre la materia oscura,pero no se ponían deacuerdo(como suele suceder),alguien puede aclararmelo?Si la masa total de la materia que hay en el espacio es mayor que lo que llaman densidad critica el universo se colapsaría dando lugar a una contracción?Algunos decían que sí y otros justamente lo contrario.Según unos ahora los cálculos indican que es un 20% menor aproximadamente,pero dejan sitio a lo que llaman materia oscura,errores de cálculo...con lo que en principio el universo se expandiría eternamente.Qué hay de cierto en todo esto? Y la energía oscura qué es?Que a mi todo esto empiieza a sonarme a la guerra de las galaxias...

No se si es en el ultimo numero o en el del mes de abril de TRIBUNA DE ASTRONOMIA Y UNIVERSO donde viene explicado las ultimas teorias al respecto

No lo tengo a mano ahora pero los consultare en cuanto pueda

Me suena a que el tanto por ciento de materia ordinaria en el universo es muy pequeño 20-30 % el resto lo conformaria la materia oscura y la energia oscura.
Estas ademas explicarian porque la expansion del universo se esta acelerando en  vez de ir paulatinamemte reduciendose si todo se explicara en base a materia y energias ordinarias.
Con respecto a la geometria del universo y si este es abierto o cerrado todo parece indicar que nos encontramos ante un universo plano...buff estoy comentando todo de oidas, mejor repaso el articulo y a ver si lo puedo escanear y publicar

Aupa ya he encontrado el articulo que aparecia en el numero de abril de Tribuna de Astronomia. Es de Fco Javier Castander Serentill que es doctor en Astronomia por la Universidad de Cambridge. actualmente trabaja en el Institut d´estudis Espacials de Catalunya.

No he podido escanearlo, es bastante largo,  el titulo es "LA ENERGIA Y MATERIA OSCURAS DOMINAN EL UNIVERSO"

Entre otras cosa dice que las ultimas observaciones astronomicas demuestran que el Universo estaria formado por un 5% de materia ordinaria. El 95% restante lo formarian la materia y energia oscuras. Un 25 % de materia oscura y un 70 % de energia oscura.
El articulo es superinteresante y como  comentaba en el anterior post la actual aceleracion de la expansion del universo se deberia a la existencia de esa energia oscura, que la equipara a la "energia del vacio".

Las medidas de la radiacion cosmica de fondo y calculos sobre supernovas y agrupamientos de galaxias para obtener una medida del universo parecen determinar que éste tiene una densidad de materia y energia igual a la densidad critica y que por tanto su metrica es plana.
la composicion del Universo seria:
5% materia ordinaria barionica
25% materia oscura fria
70 % energia oscura
Para una determinada edad-concentracion del universo desde el Big Bang la densidad de la materia ordinaria dominaba la dinamica del universo y era capaz de frenar su expansion.
Pero conforme el universo se expande, la densidad de la materia va disminuyendo al aumentar el volumen mientras que la contribucion a la densidad de materia-energia de universo de la energia oscura o energia del vacio empieza a tener preponderancia haciendo que la expansion del universo se acelere.
Para acabar dice que aunque sabemos que hay una materia y energia oscuras que constituyen el 95% del Universo, todavia no sabemos lo que son realmente estas entidades fisicas.

Saludos

Si la masa total de la materia que hay en el espacio es mayor que lo que llaman densidad critica el universo se colapsaría dando lugar a una contracción?Algunos decían que sí y otros justamente lo contrario.

Ciertamente esto es confuso, ya que hay bastantes páginas de divulgación donde se explica el modelo antiguo que no contenía energía oscura (o la constante cosmológica). El caso es que el modelo antiguo sin energía oscura te lo puedes imaginar como lanzar una piedra desde la superficie de un planeta sin atmósfera. Si la piedra tiene velocidad suficiente escapará del planeta hasta el infinito, donde su velocidad se acabará haciendo cero. Esta velocidad sobre la superficie del planeta se denomina velocidad de escape y depende de la masa del planeta (y de la distancia: la distancia de la superficie al centro del planeta). Equivalentemente, dada una velocidad cualquiera de la piedra en la superficie, uno puede calcular la masa del planeta necesaria para que esa velocidad sea exáctamente la velocidad de escape.

Pues bien. Imagina que el universo es el planeta, su superficie el presente y la piedra la expansión del espacio. Si la densidad energética (para el universo hay que sustituir masa por densidad energética) es suficiente (igua a la llamada densidad crítica), entonces el universo recolapsará tras expandir un cierto tiempo. Si la densidad es menor, expandirá para siempre. Si la densidad es igual, expandirá para siempre, parándose la expansión en el infinito de los tiempos. Esto es el modelo antiguo.

Vamos con el nuevo. La energía oscura representa una fuerza adicional a la gravitación; en su contra. ¿Qué hacer para ajustar la analogía de la piedra? Nos hace falta otra fuerza que actúe en contra de su peso. Le pondremos un par de turbinas a la piedra. Independiéntemente de su velocidad, la piedra puede escapar hasta el infinito si las turbinas ejercen una propulsión suficiente. Poquito a poco irá la piedra avanzando por el cielo, sin necesidad de tener una velocidad de escape. Pero como la fuerza de las turbinas es constante, la velocidad irá aumentando (ya que al aumentar la distancia la gravitación disminuye). Recordando la segunda ley de Newton (fuerzas proporcionales a aceleraciones), tendremos que la piedra acelerará...

Así están las cosas: la expansión del universo se cree que acelera, de lo que se infiere la existencia de enegía oscura (algo que actúa en contra de la gravedad). Cuales son las propiedades de esta y cómo actúa en contra de la gravedad lo dejo ahora...

Saludos.

Hola alshain.
En primer lugar decirte que te expresas mejor que cualquier otro que haya conocido hablando de estos temas tan dificiles.
Bueno, quería hacerte un par de preguntillas que por no abrir otro tópic te las pongo aqui:

-¿Se puede viajar más rápido que la luz? Si es que no, ¿por qué?

-¿Los fotones tienen materia?

Un saludo

Hola granizo:

Me alegro que te haya gustado la explicación. Vamos con las preguntas.

-¿Se puede viajar más rápido que la luz? Si es que no, ¿por qué?

No, no se puede viajar más rápido que la luz en el vacío. Evidentemente esta respuesta es válida en el marco de la teoría actual establecida, es decir, la relatividad especial y, por su puesto, podría resultar ser falsa.

En la relatividad especial la velocidad de la luz tiene un lugar especial, ya que es una característica esencial del espacio-tiempo y no es una propiedad de un objeto que deambula sobre él (fíjate en la diferencia fundamental).

Ser una característica del espacio-tiempo significa formar parte de su métrica, es decir, aquello que nos dice cómo medir distancias y también intervalos de tiempo. La velocidad de la luz va asociada a la coordenada temporal y determina la forma en la que los efectos emanan de las causas a través del espacio durante el tiempo.

Si una condición se da en el punto espacial A, y esta ha de dar lugar a un efecto en el punto espacial B, entonces la estructura causal del espacio-tiempo determina que esto no es posible más rápido que ‘c’ (esta es la letra que se usa para denotar la velocidad de la luz en el vacío).

Si fueras capaz de ir más rápido que c desde A hasta B, adelantarías al efecto desde su causa. Es decir, según la relatividad especial, estarías viajando en el tiempo, y serías capaz de ver efectos antes que causas.

Independiéntemente de si esta velocidad de propagación es la de la luz o no, está claro que una velocidad límite así ha de existir. Si la causalidad entre eventos separados espacialmente se diera de forma inmediata, el universo hubiera llegado a su fin nada más haber empezado, en una cadena frenética de causa y efecto inmediato.

-¿Los fotones tienen materia?

Materia suele ser un término que se usa para denotar partículas con masa. Tu pregunta debería ser o bien si los fotones SON materia o bien si los fotones TIENEN masa. En parte es una cuestión terminológica. Hoy en día en la relatividad se usa el término masa para denotar la masa en reposo. Los fotones no tienen masa en reposo. Esto no quiere decir que no generen o sufran gravedad, ya que según la relatividad general, todo tipo de energía gravita.

Saludos.

¡Hola alshain!
Muchas gracias por tu explicación. Realmente me estas aclarando mucho las ideas en vista hacia como las tenía antes.
Quería comentarte un poco este párrafo que te he citado.
Imagina que alguien comete un crimen en la superficie de la tierra a las 10:00. La materia de los personajes envueltos en ese suceso emite una luz que escapa de la tierra más o menos a 300.000 km/s.
Si en ese momento yo salgo de la Tierra a una velocidad superior a la de la luz, adelantaría la luz emitida (reflejada) por estos individuos pudiendo ver a las 10:05 el crimen de las 10:00. Pero la pregunta es: ¿he viajado realmente en el tiempo?. En mi opinión esto no es así. Lo normal o lo que yo creo es que en todas las regiones del universo es siempre la misma hora y el hecho de ver cosas ya sucedidas porque la luz no viaje a una velocidad infinita en mi opinión no significa haber viajado en el tiempo.

Otra pregunta que te hago es la siguiente:
-Cuando alguien supera la velocidad del sonido dicen que en el interior de la cabina del piloto se hace un silencio absoluto. La pregunta es, ¿qué pasaría si pudiesemos viajar más rápido que la luz? ¿acaso nos volveríamos insivibles?

Otro aspecto que te quería comentar es éste. En el otro tópico me comentabas que no es necesaria una cuarta dimensión para que el universo se deforme en los agujeros negros. ¿Cómo es posible esto? Si tu dejas caer una masa sobre un plano este se deforma y lógicamente el plano pasa de ser bidimensional a ser tridimensional ya que se deforma hacia la tercera dimensión.

Bueno, de momento lo dejo ahí.

Muchas gracias por todo.

Tus preguntas están totalmente justificadas, granizo. El problema es que las respuestas no se dejan ilustrar con analogías cotidianas.

Primero, sobre el experimento mental que comentas: la clave de la cuestión es que la constante "c" representa dos cosas distintas: por un lado la velocidad de ciertos objetos que se mueven sobre el espacio, concrétamente los fotones, y por otro una característica intrínseca del espacio-tiempo con dimensiones de velocidad, y determinante de la estructura causal. La analogía del sonido y el experimento que comentas son validos en lo que se refiere al primer aspecto, pero no al segundo. Además de adelantar a la luz, al igual que podemos adelantar al sonido, estaríamos violando la causalidad.

Segundo, lo del espacio envolvente: el plano con una masa sobre él se deforma "saliéndose" hacia la tercera dimensión. Pero esto no es lo importante del caso. Lo importante es cómo afecta algo así a las lineas que en un principio eran paralelas y rectas en el plano. Es lo que viene a llamarse "curvatura intrínseca" en contraposición a la "curvatura extrínseca" que referiría a la deformación "hacia" el espacio envolvente. En la relatividad general lo que importa es la curvatura intrínseca del espacio-tiempo (que es un espacio topológico de cuatro dimensiones). No se me ocurre otra forma de explicarlo: has de creerte que las matemáticas demuestran que un espacio envolvente no es necesario. No quiere decir que no deba existir, que sí puede existir, sólo dicen que no es estríctamente necesario y como ante varias hipótesis posibles uno se suele decidir por la más sencilla, este espacio es descartado.

Saludos.

La materia oscura es un tipo de materia que no podemos ver, debido a sus efectos gravitatorios. Hay evidencia de que, en gran parte, no puede estar hecha de protones, neutrones y electrones, como estamos hechos nosotros.

Desde mi humilde postura, yo creo sinceramente que no es necesario ni la materia oscura ni la antigravedad ("el gran no error de Einstein") para explicar la expansión del universo.

En mi opinión, la expansión del espacio del universo (no de las galaxias) es independiente de la fuerza gravitatoria y de la masa total del universo, me explico:

Si consideramos un espacio 5-minkowskiano me parece que resultan inecesarias la introducción de nuevos parámetros en el universo conocido, ya que se explica perfectamente el efecto globo del universo.... ahora bien, gluón me comentó que la aceleración a la que se refieren lso físicos experimentales es otra distinta al efecto globo. Revisando los últimos datos sobre velocidad de las galaxias creo que la pequeño posible aceleración de las galaxias lejanas se puede explicar mediante el efecto de la desviación entre edad del suceso y edad de la observación:



http://www.geocities.com/angelto.geo/cosmo/expan-cos.htm

Si queréis explico esto.

Saluts.