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Un investigador de la Fundación Vasca para la Ciencia (Ikerbasque) que trabaja en el Departamento de Física Teórica de la UPV/EHU, piensa que así es

¿Es la materia oscura el «sistema operativo» del Universo? Tom Broadhurst, un investigador en el Departamento de Física Teórica de la UPV/EHU, piensa que así es. Ha participado junto a científicos de la Universidad Nacional de Taiwán en un trabajo de investigación que explora en profundidad la materia oscura fría y propone nuevas respuestas sobre la formación de las galaxias y de la estructura del Universo. Estas predicciones se están contrastando con datos proporcionados por el telescopio espacial Hubble.

En la cosmología, la materia oscura fría es una forma de la materia cuyas partículas se mueven lentamente en comparación con la luz, e interactúan débilmente con la radiación electromagnética. Se estima que sólo una pequeña fracción de la materia en el Universo es materia bariónica, que forma las estrellas, los planetas y los organismos vivos. El resto, que comprende más del 80%, es la materia oscura y la energía oscura.

La teoría de la materia oscura fría ayuda a explicar cómo evolucionó el universo desde su estado inicial a la actual distribución de galaxias y cúmulos, la estructura del universo a gran escala. En cualquier caso, la teoría no ha podido explicar satisfactoriamente ciertas observaciones, pero la nueva investigación de Broadhurst y sus colegas arroja nueva luz a este respecto.

Como explicó el investigador, «guiado por las simulaciones iniciales de la formación de galaxias en este contexto, hemos reinterpretado la materia oscura fría como un condensado de Bose-Einstein«. Así, «los bosones ultraligeros que forman el condensado comparten la misma función de onda cuántica, por lo que se forman patrones de perturbación a escalas astronómicas, en forma de ondas de gran escala».

Esta teoría se puede utilizar para indicar que todas las galaxias en este contexto deben tener en su centro grandes ondas estacionarias de materia oscura denominadas solitones, lo que explicaría los desconcertantes núcleos observados en las galaxias enanas comunes.

La imagen en la parte superior de la página muestra una comparación de los perfiles de densidad radial de las galaxias con la que han creado los investigadores poniendo el solitón en el centro de cada galaxia con un halo que lo rodea. Los solitones son más amplios pero tienen menos masa en las galaxias más pequeñas.

La imagen de la izquierda abajo muestra una comparación de la distribución de la materia que es muy similar a gran escala entre la ola de materia oscura, el foco de esta investigación, y la partícula usual de materia oscura.

La imagen de la derecha muestra que en las galaxias la estructura es muy diferente en interpretación de la onda, que se ha dejado fuera de esta investigación; la investigación predice el solitón de materia oscura en el centro rodeado por un extenso halo de materia oscura en forma de grandes «puntos», que son las ondas de densidad fluctuando lentamente. Esto conduce a muchas predicciones y resuelve el problema de los desconcertantes núcleos en las galaxias más pequeñas.

La investigación también hace que sea posible predecir que en este contexto las galaxias se forman relativamente tarde, en comparación con la interpretación de partículas estándar de la materia oscura fría. El equipo está comparando estas nuevas predicciones con las observaciones del telescopio espacial Hubble.

Los resultados son muy prometedores, ya que abren la posibilidad de que la materia oscura pudiera ser considerado como un fluido cuántico muy frío que gobierna la formación de la estructura a través de todo el universo.

 


 

Esta no era la primera publicación de Thomas Broadhurst en la prestigiosa revista Nature. En 2012, participó en un trabajo de investigación sobre una galaxia de la época de la reionización, una etapa en el universo temprano no explorado previamente, y que podría ser la galaxia más antigua descubierta. Esta investigación abre nuevas posibilidades para llevar a cabo investigaciones sobre las primeras galaxias en emerger después del Big Bang.

Broadhurst tiene un doctorado en Física por la Universidad de Durham (Reino Unido). En 2010, fue reclutado por Ikerbasque y lleva a cabo su trabajo en el departamento de Física Teórica de la UPV/EHU. Su línea de investigación se centra en la cosmología observacional, la materia oscura y la formación de las galaxias.

Fuente: Daily Galaxy. Aportado por Eduardo J. Carletti

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