Evidencia de existencia
Supernovas
Una supernova de tipo Ia (punto brillante en la parte inferior izquierda) cerca de una galaxia
En 1998, las observaciones publicadas de las supernovas de Tipo Ia (“one-A”) por el Equipo de Búsqueda de Supernovas High-Z seguido en 1999 por el Proyecto de Cosmología de Supernova sugirieron que la expansión del universo se está acelerando.
Desde entonces, estas observaciones han sido corroboradas por varias fuentes independientes. Las mediciones del fondo cósmico de microondas, la lente gravitacional y la estructura a gran escala del cosmos, así como las mediciones mejoradas de supernovas han sido consistentes con el modelo Lambda-CDM. Algunas personas argumentan que la única indicación de la existencia de energía oscura son las observaciones de las mediciones de distancia y los desplazamientos al rojo asociados. Las anisotropías de fondo cósmico de microondas y las oscilaciones acústicas bariónicas son solo observaciones de que las distancias a un desplazamiento al rojo dado son mayores de lo esperado desde un universo de Friedmann-Lemaître “polvoriento” y la constante de Hubble medida localmente.
Las supernovas son útiles para la cosmología porque son excelentes velas estándar a través de distancias cosmológicas. Permiten medir la historia de expansión del universo observando la relación entre la distancia a un objeto y su desplazamiento al rojo, lo que da qué tan rápido se aleja de nosotros. La relación es aproximadamente lineal, de acuerdo con la ley de Hubble. Es relativamente fácil medir el desplazamiento al rojo, pero encontrar la distancia a un objeto es más difícil. Por lo general, los astrónomos usan velas estándar: objetos para los cuales se conoce el brillo intrínseco, la magnitud absoluta. Esto permite medir la distancia del objeto a partir de su brillo real observado o magnitud aparente. Las supernovas de tipo Ia son las velas estándar más conocidas en distancias cosmológicas debido a su luminosidad extrema y constante.
Observaciones recientes de supernovas son consistentes con un universo compuesto por 71.3% de energía oscura y 27.4% de una combinación de materia oscura y materia bariónica.
Fondo cósmico de microondas
Distribución estimada de materia y energía en el universo.
La existencia de energía oscura, en cualquier forma, es necesaria para conciliar la geometría medida del espacio con la cantidad total de materia en el universo. Las mediciones de anisotropías de fondo cósmico de microondas (CMB) indican que el universo está cerca de plano. Para que la forma del universo sea plana, la densidad de masa / energía del universo debe ser igual a la densidad crítica. La cantidad total de materia en el universo (incluidos los bariones y la materia oscura), medida a partir del espectro CMB, representa solo alrededor del 30% de la densidad crítica. Esto implica la existencia de una forma adicional de energía para dar cuenta del 70% restante. El análisis de siete años de la sonda de anisotropía de microondas Wilkinson (WMAP) estimó un universo compuesto por 72.8% de energía oscura, 22.7% de materia oscura y 4.5% de materia ordinaria. El trabajo realizado en 2013 basado en las observaciones de la nave espacial Planck del CMB dio una estimación más precisa del 68,3% de la energía oscura, el 26,8% de la materia oscura y el 4,9% de la materia ordinaria.
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Estructura a gran escala
La teoría de la estructura a gran escala, que gobierna la formación de estructuras en el universo (estrellas, cuásares, galaxias y grupos y grupos de galaxias), también sugiere que la densidad de la materia en el universo es solo el 30% de la densidad crítica.
Una encuesta de 2011, la encuesta de galaxias WiggleZ de más de 200,000 galaxias, proporcionó más evidencia sobre la existencia de energía oscura, aunque la física exacta detrás de ella sigue siendo desconocida. La encuesta WiggleZ del Observatorio Astronómico Australiano escaneó las galaxias para determinar su desplazamiento al rojo. Luego, al explotar el hecho de que las oscilaciones acústicas bariónicas han dejado huecos regularmente de ~ 150 Mpc de diámetro, rodeados por las galaxias, los huecos se usaron como reglas estándar para determinar distancias a galaxias hasta 2,000 Mpc (desplazamiento al rojo 0.6), lo que permitió a los astrónomos para determinar con mayor precisión las velocidades de las galaxias a partir de su desplazamiento al rojo y la distancia. Los datos confirmaron la aceleración cósmica hasta la mitad de la edad del universo (7 mil millones de años) y limitan su falta de homogeneidad a 1 parte en 10. Esto proporciona una confirmación de la aceleración cósmica independiente de las supernovas.
Efecto Sachs-Wolfe integrado en los últimos tiempos
La expansión cósmica acelerada hace que los pozos y colinas de potencial gravitacional se aplanen a medida que los fotones pasan a través de ellos, produciendo puntos fríos y puntos calientes en el CMB alineados con vastos supervoides y supercúmulos. Este llamado efecto integrado de Sachs-Wolfe (ISW) de los últimos tiempos es una señal directa de energía oscura en un universo plano. Se informó de gran importancia en 2008 por Ho et al. y Giannantonio et al.
Datos constantes observacionales de Hubble
Un nuevo enfoque para probar la evidencia de la energía oscura a través de la observación de datos constantes de Hubble (H (z)) ha recibido una atención significativa en los últimos años. La constante de Hubble se mide en función del desplazamiento al rojo cosmológico. OHD rastrea directamente la historia de expansión del universo al tomar galaxias de tipo temprano en evolución pasiva como “cronómetros cósmicos”. Desde este punto, este enfoque proporciona relojes estándar en el universo. El núcleo de esta idea es la medición de la evolución diferencial de la edad en función del desplazamiento al rojo de estos cronómetros cósmicos. Por lo tanto, proporciona una estimación directa del parámetro de Hubble H (z) = – 1 / (1 + z) dz / dt≈-1 / (1 + z) Δz / Δt. El mérito de este enfoque es claro: la dependencia de una cantidad diferencial, Δz / Δt, puede minimizar muchos problemas comunes y efectos sistemáticos; y como una medida directa del parámetro Hubble en lugar de su integral, como las supernovas y las oscilaciones acústicas bariónicas (BAO), aporta más información y es atractiva en el cálculo. Por estas razones, se ha utilizado ampliamente para examinar la expansión cósmica acelerada y estudiar las propiedades de la energía oscura.
Fuente – Wikipedia
