gov-civil-vilareal.pt¿Qué le pasa al Universo? Alrededor del 31%.
>Si quieres entender el Universo, y nosotros lo hacemos, tienes que entender lo que hay en él. No me refiero a estrellas, planetas, agujeros negros y demás. Necesitamos ser aún más amplios.
¿Cuánta energía hay en el Universo? ¿Cuánto importa? Y para ser un poco más específico, ¿qué tipo de energía y materia?
A esto lo llamamos el presupuesto de masa / energía del Universo . Al igual que un presupuesto familiar, (con suerte) representa todo lo que contiene, dividido por tipo. En el caso del Universo, sabemos que está compuesto, en orden decreciente, energía oscura , materia oscura y materia normal. Pero, ¿cuánto de cada uno?
Un nuevo estudio analizó solo la materia , y se le ocurrió un número bastante estrecho: 31,5 ± 1,3% del Universo está hecho de materia (lo que, a su vez, implica que el 68,5% es energía oscura).
Estos números son bastante importantes. Si el Universo tuviera menos materia, se expandiría más rápidamente; en cierto sentido, la gravedad de esa materia ralentiza la expansión.
El balance de masa / energía del Universo nos muestra que la mayoría de las cosas en el cosmos es energía oscura, luego la siguiente es la materia oscura y finalmente la materia normal que forma el gas, el polvo y las estrellas. Crédito: UCR / Mohamed Abdullah
Esto también tiene implicaciones para las cosas. en el Universo, y no solo el Universo mismo. Por ejemplo, en el Universo temprano, la gravedad ayudó a agrupar la materia, ya que se sentía atraída por sí misma. Se condensó a partir de la sopa caliente de cosas, formando galaxias y cúmulos de galaxias . Si el presupuesto de materia hubiera sido diferente, las galaxias y los cúmulos se verían diferentes, o es posible que no se hubieran formado en absoluto.
Debemos nuestra existencia a estos números.
De hecho, fueron los cúmulos de galaxias en los que se centró el nuevo trabajo. Estas son inmensas colecciones de galaxias enteras, cientos o miles de ellas, todas unidas por su gravedad mutua. Su estructura depende de la densidad de la materia en el Universo, por lo que al examinarlos, los científicos podrían descubrir esa densidad.
El número de grupos en un volumen dado del Universo depende de la densidad de masa (denotada por Ωm), por lo que medir las masas de los grupos le indica la densidad de masa del Universo. Crédito: UCR / Mohamed Abdullah
Desarrollaron un método para encontrar clusters de la manera más imparcial posible. le. Observaron la asombrosa cantidad de 700.000 galaxias, luego examinaron sus ubicaciones y movimientos en el espacio para ver si pertenecían a cúmulos. De esta muestra, seleccionaron 756 cúmulos de galaxias cercanas (hasta unos 1.600 millones de años luz de distancia, por lo que 'cerca' es relativo) para usar en su análisis.
Luego encontraron lo que se llama la función de masa del cúmulo, que es el número de cúmulos que hay en el Universo en un volumen de espacio dado para una masa determinada del cúmulo. Entonces, en alguna parte del Universo, es posible que vea muchos grupos de baja masa, menos de peso mediano y un número menor de los verdaderamente descomunales, por ejemplo. Esta distribución es sensible a la densidad de la materia en el Universo y se complica por cosas como el hecho de que la densidad cambia con el tiempo a medida que el Universo se expande, así como la dificultad para determinar la masa del cúmulo.
Esa última parte es difícil. Hay muchas formas de estimar la masa de un conglomerado, muchas de las cuales son de naturaleza estadística (mirando muchos conglomerados para promediar estadísticas ruidosas). Sin embargo, estos introducen otros problemas, lo que dificulta esto. En este caso, los científicos optaron por usar lo que se llama el método virial para obtener la masa: a medida que las galaxias se mueven en un cúmulo, interactúan e intercambian energía (las más rápidas tiran de las más lentas, por ejemplo, acelerándolas). Esto depende de la masa total del clúster y proporciona una manera bastante buena de obtener ese número.
Luego corrieron los números para ver qué densidad de masa cósmica necesitaban para explicar la distribución de masa de los cúmulos, y obtuvieron 31.5% (usando sólo sus datos obtuvieron el 31% con una incertidumbre de alrededor del 2.3%, pero combinando sus resultados con otros estudios obtuvieron la cifra un poco más precisa).
En general, este número es un pequeño un poco más alto que la mayoría de los otros métodos (varía entre el 25% y el 35% dependiendo de cómo se mida), pero no de manera alarmante. Afirman que la suya es la medición más precisa de este número jamás realizada, pero dejaré que otros expertos analicen esa afirmación.
También le permite calcular la densidad promedio de materia en el Universo, y es de aproximadamente 10-23gramos por metro cúbico. Eso es pequeñito. Es el equivalente a unos 6 átomos de hidrógeno por metro cúbico. En comparación, al nivel del mar, el aire tiene alrededor de 1200 gramos por metro cúbico, o aproximadamente 1025átomos por metro cúbico: un factor de aproximadamente un septillón (o un millón de millones de millones de millones) más. El espacio está realmente vacío.
También notaré que esto es total materia, incluida la materia oscura y 'normal'. El presupuesto de la materia sí mismo En el universo es de 5 a 1 materia oscura a normal, por lo que aproximadamente una división 84/16. Sin embargo, esa proporción no es muy conocida. Una idea, dicho sea de paso, es que la materia oscura esta hecha de axiones , que son una partícula teórica con muy baja masa. Si ese es el caso, entonces ese metro cúbico de espacio tendría más como 1 átomo de hidrógeno y muchos miles de millones de axiones.
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Ahí vas. Este nuevo estudio, si resulta, es otro paso para aclarar todo esto. Cada día nos acercamos un poco más a descubrir, bueno, el universo y por qué estamos aquí. Puede parecer un poco esotérico, pero mira a tu alrededor. Todas esas cosas que ves existen y lo hace debido a cómo funciona el Universo. Mirar debajo de su capó es una de las cosas más geniales que hacen los humanos.
