Diferencia entre materia oscura y energía oscura

Diferencia Principal - Materia Oscura vs. Energía Oscura

Comprender la materia oscura y la energía oscura es uno de los misterios clave de la ciencia. La existencia tanto de la materia oscura como de la energía oscura está respaldada por una serie de observaciones diferentes. Sin embargo, aún no se sabe cómo se originan la materia oscura y la energía oscura, ni de qué están compuestas. La principal principal entre la materia oscura y la energía oscura es que la materia oscura interactúa a través de la gravedad e intenta juntar la materiamientras la energía oscura acelera la expansión del universo, separando así la materia.

¿Qué es la materia oscura?

A principios de la década de 1930, Fritz Zwicky, un astrónomo suizo, estaba estudiando cómo se movían las galaxias en los cúmulos de galaxias. Podía calcular la masa de una galaxia usando dos métodos. En primer lugar, al observar el movimiento de las galaxias, pudo deducir las fuerzas gravitatorias entre las galaxias y determinar cuánta masa debería estar presente. En segundo lugar, pudo medir el brillo de las galaxias y deducir cuánta materia debería estar presente. Sus resultados mostraron una discrepancia: cuando usó el movimiento para calcular la masa, obtuvo un valor mucho mayor que cuando usó la luz para medir la masa. Para explicar esto, Zwicky creía que debía haber algún otro invisible materia "oscura" que no podía ser explicada por la luz.

Durante las siguientes cuatro décadas, no se realizaron muchas investigaciones serias sobre este misterio. En la década de 1970, Vera Rubin, que estudiaba qué tan rápido se movían las estrellas alrededor del centro de una galaxia, notó que las estrellas más alejadas del centro se movían a velocidades más rápidas de lo que deberían. Ella también concluyó que debe haber alguna materia invisible en una galaxia que pueda explicar este comportamiento. La siguiente imagen resume sus hallazgos:

A curva de rotación de galaxias – el gráfico muestra la velocidad con la que se mueven las estrellas en una galaxia, en función de la distancia de la estrella al centro de la galaxia. La línea continua muestra el resultado observado, mientras que la línea punteada muestra el resultado que se esperaba cuando solo se considera la masa visible (es decir, la materia ordinaria).

Otro caso convincente de la existencia de la materia oscura proviene de lentes gravitacionales. Según la teoría de la relatividad, cuando la luz pasa junto a objetos masivos, la trayectoria de la luz se curva. Como resultado, las galaxias distantes pueden aparecer distorsionadas.

Las lentes gravitacionales distorsionan las imágenes de galaxias distantes

los Racimo de balas consiste en dos galaxias que se mueven una al lado de la otra después de haber chocado. A continuación se muestra una imagen del grupo de balas. Podemos determinar dónde está la materia ordinaria en esta galaxia observando los rayos X emitidos por los gases. Las regiones rosadas de la imagen muestran dónde se concentra la materia ordinaria. Sin embargo, al estudiar los efectos de lentes gravitacionales producidos por Bullet Cluster, se encuentra que la mayor parte de la masa se concentra en las regiones que se muestran en azul.

El cúmulo de balas: las regiones en rosa muestran dónde se concentra más la materia ordinaria (visible). Las regiones azules muestran dónde debería estar presente la mayor parte de la masa a partir de las mediciones de lentes gravitacionales.

Esta es una fuerte indicación de que existe la materia oscura. Cuando las galaxias chocaron, las partículas de materia oscura deberían poder moverse entre sí relativamente rápido porque solo interactúan fuertemente a través de la gravedad. La materia ordinaria interactúa mucho más entre sí (con fuerzas electromagnéticas, por ejemplo). Por lo tanto, se necesita mucho más tiempo para que la materia ordinaria pase entre sí. Esto explica por qué las áreas rosas están presentes hacia el centro del grupo.

¿Qué es la energía oscura?

La luz de las estrellas que se alejan de nosotros se vuelve desplazado al rojo. es decir, cuando miramos la luz, parece más roja de lo que debería ser. A fines de la década de 1920, Edwin Hubble se dio cuenta de que las estrellas más lejanas siempre tienen corrimientos hacia el rojo, lo que demuestra que el universo se estaba expandiendo. A fines de la década de 1990, las mediciones de distancias y velocidades de estrellas aún más lejanas utilizando supernovas de tipo Ia revelaron que el universo en realidad se estaba expandiendo a una velocidad tasa acelerada. Este tipo de aceleración no puede originarse en la materia ordinaria o la materia oscura porque interactúan a través de la gravedad y, de hecho, deberían funcionar. contra la expansión del universo. Por lo tanto, se cree que la energía oscura es la responsable de acelerar la expansión.

Otra prueba de la energía oscura proviene de las pequeñas fluctuaciones presentes en la fondo cósmico de microondas (CMB) radiación. Estas fluctuaciones muestran que el universo está cerca de ser "plano". La densidad de energía de masa de la materia ordinaria en el universo no es lo suficientemente cercana como para hacerlo plano. Incluso si incluimos la materia oscura, la densidad aún se queda corta. Esto se puede conciliar si consideramos que el resto de la masa-energía proviene de la energía oscura. A partir de las mediciones del fondo cósmico de microondas realizadas por el Sonda de anisotropía de microondas de Wilkinson (WMAP)las estimaciones actuales de la composición de masa-energía en el universo son las siguientes:

El contenido de energía de masa del universo, compilado a partir de datos WMAP (NASA)

Cabe mencionar que la presencia de materia oscura y energía oscura no es aceptada por algunos científicos. En cambio, apoyan teorías alternativas para describir los efectos que atribuimos a la materia oscura y la energía oscura. Estas teorías a menudo agregan modificaciones a la teoría de la relatividad para hacer explicaciones. Sin embargo, el apoyo a tales explicaciones alternativas está disminuyendo.

Diferencia entre materia oscura y energía oscura

Efecto sobre la materia

Materia oscura puede interactuar a través de la gravedad, por lo que contribuye a unir la materia.

Energía oscura hace que el universo se expanda a un ritmo acelerado, haciendo que la materia se separe.

Presencia

Materia oscura no se cree que se distribuya uniformemente.

Energía oscura Se cree que se distribuye uniformemente por todo el universo.

Imagen de cortesía

“Velocidades estelares esperadas (A) y observadas (B) en función de la distancia desde el centro galáctico. Creado como reemplazo de Archivo:newtonianfig2.pngen Wikipedia en inglés.” por Phil Hibbs (Propio trabajo en Inkscape 0.42) [CC BY-SA 3.0]a través de Wikimedia Commons

“¿Qué es grande y azul y puede envolverse alrededor de una galaxia entera? Un espejismo de lente gravitacional…” por Lensshoe_hubble.jpg: ESA/Hubble y NASA (Lensshoe_hubble.jpg) [Public Domain]a través de Wikimedia Commons

“Imagen compuesta que muestra el cúmulo de galaxias 1E 0657-56, más conocido como cúmulo bala…” por NASA/CXC/M. Weiss (Observatorio de rayos X Chandra: 1E 0657-56) [Public Domain]a través de Wikimedia Commons

“Today” por el equipo científico de NASA/WMAP (Patrocinador: Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio) [Not Copyrighted]a través de Administración de Aeronáutica y del Espacio de la NASA

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