El material familiar del universo, conocido por los científicos como ” materia bariónica “, está compuesto de protones, neutrones y electrones. Los estudios de otras galaxias hace más de cincuenta años indicaron que el universo contenía más materia que la vista a simple vista. Todas las estrellas, planetas y galaxias y todo lo demás que se puede ver hoy en día representan solo el 4 por ciento del universo. El otro 96 por ciento está hecho de algunas cosas que los astrónomos no pueden ver, detectar o incluso entender. Para mantener unidos los elementos del universo, esta materia desconocida debe desempeñar un papel importante. Por lo tanto, los científicos creían que aproximadamente el 80 por ciento de la masa del universo está compuesto de material que no pueden observar directamente. Esto llegó a ser conocido como materia oscura . Estas cosas raras no emiten luz ni energía.
Los astrónomos estiman la masa de objetos grandes en el espacio estudiando su movimiento. Al examinar las galaxias espirales en la década de 1950, esperaban ver material en el centro de la galaxia moviéndose más rápido que en los bordes exteriores. En cambio, encontraron que las estrellas en ambos lugares viajaban a la misma velocidad, lo que indica que las galaxias contenían más masa de la que se podía ver. Los estudios del gas dentro de las galaxias elípticas también indicaron la necesidad de más masa que la que se encuentra en los objetos visibles. Los cúmulos de galaxias se volarían si su masa fuera solo visible para las mediciones astronómicas convencionales.
Y luego se hizo otro descubrimiento. En 1929, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble (1889-1953) estudió supernovas para determinar que el universo se estaba expandiendo. Desde entonces, los científicos han tratado de determinar qué tan rápido se estaba expandiendo el universo. Parecía obvio que la gravedad, la fuerza que une todo, eventualmente ralentizaría la expansión. Para su sorpresa, descubrieron que la expansión del universo no se estaba desacelerando, por el contrario, ¡se estaba acelerando! Algo debe haber estado contrarrestando la gravedad, algo que los científicos denominaron “energía oscura”.
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Al calcular la energía que se necesitaba para superar la gravedad, los científicos determinaron que la energía oscura constituía aproximadamente el 68 por ciento del universo. La materia oscura constituía otro 27 por ciento, dejando la materia “normal” con la que estamos familiarizados para formar menos del 5 por ciento del cosmos que nos rodea.
La mayoría de los científicos piensan que la materia oscura está compuesta de materia no bariónica, y hay varios candidatos. (1) WIMPS ( partículas masivas que interactúan débilmente ), tienen de diez a cien veces la masa de un protón, pero sus interacciones débiles con la materia “normal” hacen que sean difíciles de detectar. (2) Los neutralinos, partículas hipotéticas masivas más pesadas y más lentas que los neutrinos, son los principales candidatos, aunque aún no se han detectado. (3) El axión neutral más pequeño y los (4) fotinos sin carga también son marcadores de posición potenciales para la materia oscura.
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