Diferencia entre la materia oscura y la 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 se apoya en varias observaciones diferentes. Sin embargo, todavía no se sabe cómo se origina la materia oscura y la energía oscura, o de qué están compuestas. los diferencia principal entre la materia oscura y la energía oscura es que La materia oscura interactúa a través de la gravedad y trata de reunir la materia., mientras La energía oscura acelera la expansión del universo, lo que hace que la materia se separe..

¿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 grupos 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 gravitacionales entre las galaxias y determinar cuánta masa debería estar presente. En segundo lugar, podía 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 alguna otra invisible Materia “oscura” que no podía ser explicada por la luz..

Durante las siguientes cuatro décadas, no se hizo mucha investigación seria con respecto a este misterio. En la década de 1970, Vera Rubin, quien estaba estudiando qué tan rápido se movían las estrellas alrededor del centro de una galaxia, notó que las estrellas más alejadas del centro se movían con velocidades más rápidas de lo que deberían. Ella también concluyó que debe haber algo de materia invisible en una galaxia que pueda explicar este comportamiento. La siguiente imagen resume sus hallazgos:

UNA curva de rotación de la galaxia - La gráfica muestra la velocidad con la que las estrellas se mueven en una galaxia, en función de la distancia de la estrella desde el centro de la galaxia. La línea continua muestra el resultado observado, mientras que la línea de puntos muestra el resultado que se esperaba cuando solo se considera la masa visible (es decir, la materia ordinaria).

Otro caso convincente para la existencia de materia oscura proviene de lente gravitacional. Según la teoría de la relatividad, cuando la luz pasa a través de objetos masivos, el camino de la luz se curva. Como resultado, galaxias distantes pueden aparecer distorsionadas..

Las lentes gravitacionales distorsionan las imágenes de galaxias distantes

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

The Bullet Cluster: Las regiones en rosa muestran donde la materia ordinaria (visible) está más concentrada. Las regiones azules muestran dónde debería estar presente la mayor parte de la masa a partir de mediciones de lentes gravitacionales.

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

¿Qué es la energía oscura?

La luz de las estrellas que se alejan de nosotros se vuelven. corrido 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 a mayor distancia siempre tienen desplazamientos al rojo, lo que demuestra que el universo se estaba expandiendo. A fines de la década de 1990, las mediciones de distancias y velocidades de las estrellas aún más lejos usando supernovas de tipo Ia revelaron que el universo en realidad se estaba expandiendo a una tasa acelerada. Este tipo de aceleración no puede originarse a partir de materia ordinaria o materia oscura porque interactúan a través de la gravedad y, de hecho, deberían funcionar. en contra La expansión del universo. Por lo tanto, se piensa que la energía oscura es responsable de acelerar la expansión..

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

El contenido de energía masiva 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 su lugar, 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 la materia oscura y la 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 piensa que se distribuya uniformemente.

Energía oscura Se piensa que se distribuye uniformemente en todo el universo..

Imagen de cortesía

“Velocidades de la estrella esperadas (A) y observadas (B) en función de la distancia desde el centro galáctico. Creado como un reemplazo para File: newtonianfig2.pngat Wikipedia en inglés. ”Por PhilHibbs (Trabajo propio 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 lentes gravitacionales ... "por Lensshoe_hubble.jpg: ESA / Hubble & NASA (Lensshoe_hubble.jpg) [Dominio público], a través de Wikimedia Commons

“Imagen compuesta que muestra el cúmulo de galaxias 1E 0657-56, mejor conocido como cúmulo de bala ...” por NASA / CXC / M. Weiss (Chandra X-Ray Observatory: 1E 0657-56) [Dominio público], a través de Wikimedia Commons

“Hoy” por el Equipo de Ciencias de la NASA / WMAP (Patrocinador: Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio) [No tiene derechos de autor], a través de la Administración de Aeronáutica y del Espacio de la NASA