ENIGMAS DEL UNIVERSO

Santiago Campillo Sánchez

Santiago Falques Acosta

Jerónimo Giraldo Londoño

Sebastián Prieto Escobar

Grupo: 7°B

Profesor: Miss Adriana Ríos Gallego

Colegio Cumbres

Envigado - Antioquia

2017

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CONTENIDO

Introducción 3

Objetivos 4

1. Universo 5

1.1 El final del Universo 5

1.2 El comienzo del Universo 7

2. Materia Oscura 8

3. Planetas 11

4. Neutrinos 15

4.1 Metamorfosis de los Neutrinos 16

5. Estrellas Móviles 18

6. Magnetares 20

7. Agujeros Negros 22

8. Energía Oscura 25

Conclusiones 28

Bibliografía 29

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INTRODUCCIÓN

A continuación se explicaran algunos ENIGMAS DEL UNIVERSO, tales como:Universo, Materia Oscura, Planetas, Neutrinos, Las Estrellas Móviles,Magnetares, Agujeros Negros y la Energía Oscura.

Temas de interés para cualquier persona que a veces son difíciles de entender yestudiar. La idea es dar una explicación o descripción de la manera mássencilla, clara y amigable.

Del Universo se explicaran diferentes teoría, el Big Bang (comienzo) y BigCrunch (final), para el final se analizaran el Big Freeze, que sería como si elUniverso se enfriara, se apagaron todas las estrellas; o el Big Rib, donde elUniverso tendría una existencia indefinida, pero donde no sería posible la vida.

La Materia Oscura, que no se ve pero ayuda en la formación de estructurascomo las Galaxias.

Se conocerán los Planetas su formación y clasificación, así como los que sonsimilares al nuestro y que en un futuro podrían ser de mucha ayuda, por ejemplocuando el agua comience a escasear.

De los Neutrinos hablaremos de su origen después del Big Bang, que el principalproductor de ellos es el sol, de como son y que hacen.

Conoceremos las estrellas móviles, cuerpos que se mueven a gran velocidad ylos Magnetares, estrellas con una gran masa.

Los Agujeros Negros, que nacen de las estrellas moribundas, que liberan unagran cantidad de energía dejando este agujero.

La energía oscura es una sustancia con baja densidad, con unas característicasespeciales. Científicos descubrieron que el vacío en sí, no es vacío, sino quetiene un tipo de energía, y en el espacio es llamada “Energía Oscura”.

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OBJETIVOS

1- General

Conocer y entender algunos delos enigmas y misterios que conforman eluniverso.

2- Específicos

2.1Investigar y aprender los enigmas del Universo escogido como son: el Universo,Materia Oscura, Planetas, Neutrinos, Las Estrellas Móviles, Magnetares,Agujeros Negros y la Energía Oscura.

2.2Explicar los Enigmas y mostrar a través de imágenes y explicaciones claras queson y como son.

2.3 Interesar a las personas que lean el trabajo acerca de los enigmas.

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1. EL UNIVERSO

1.1 El final del Universo:

Existen muchas teorías acerca del final del universo, el cual podría tener un finaltanto finito como infinito.

Esto dependería de las propiedades físicas de la masa/energía del universo, sudensidad promedio y de la tasa de expansión.

La investigación científica del destino final del universo se hizo posible con lateoría de la relatividad general de Albert Einstein de 1916.El consenso científico actual de muchos cosmólogos es que el destino final deluniverso depende de su forma global y de cuánta energía oscura contiene.

Universo Cerrado

La geometría del espacio sería cerrada como la superficie de una esfera. Lasuma de los ángulos de un triángulo exceden 180 grados y no habría líneasparalelas. Al final, todas las líneas se encontrarían. La geometría del universo es,al menos en una escala muy grande, elíptica.

En un universo cerrado carente del efecto repulsivo de la energía oscura, lagravedad acabará por parar la expansión del universo, después de lo queempezará a contraerse hasta que toda la materia en el universo se colapse enun punto. Entonces existirá una singularidad final llamada el Big Crunch, poranalogía con el Big Bang. Sin embargo, si el universo tiene una gran suma deenergía oscura (como sugieren los hallazgos recientes), entonces la expansiónserá grande.

Universo Abierto

La geometría del espacio es abierta. Los ángulos de un triángulo suman menosde 180 grados (llamada primera fase) y las líneas paralelas no se encuentrannunca equidistantes, tienen un punto de menor distancia y otro de mayor. Lageometría del universo sería hiperbólica.

Incluso sin energía oscura, un universo negativamente curvado se expandirápara siempre, con la gravedad apenas desacelerando la tasa de expansión. Conenergía oscura, la expansión no solo continúa sino que se acelera. El destinofinal de un universo abierto es, la muerte térmica" o Big Freeze" o el "Big Rip",dónde la aceleración causada por la energía oscura terminará siendo tan fuerteque aplastará completamente los efectos de las fuerzas gravitacionales,electromagnéticas y los enlaces débiles.

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Universo Plano

Si la densidad media del universo es exactamente igual a la densidad crítica,entonces la geometría del universo es plana: como en la geometría euclidiana, lasuma de los ángulos de un triángulo es 180 grados y las líneas paralelas nuncase encuentran.

Sin energía oscura, un universo plano se expande para siempre pero a una tasacontinuamente desacelerada: la tasa de expansión se aproxima asintóticamentea cero. Con energía oscura, la tasa de expansión del universo es inicialmentebaja, debido al efecto de la gravedad, pero finalmente se incrementa. El destinofinal del universo es el igual que en un universo abierto, la muerte térmica deluniverso (el "Big Freeze") o el "Big Rip".

Teorías sobre el fin del Universo

El destino del universo está determinado por la densidad del universo. Lapreponderancia de las pruebas hasta la fecha, basadas en las medidas de latasa de expansión y de la densidad de masa, favorecen la teoría de que eluniverso continuará expandiéndose indefinidamente, resultando en el escenariodel "big freeze" descrito a continuación. Sin embargo, nuevas interpretacionessobre la naturaleza de la materia oscura también sugieren que sus interaccionescon la masa y la gravedad avalan la posibilidad de un universo oscilador.

Big Freeze

Este escenario es generalmente considerado como el más probable y ocurrirá siel universo continúa en expansión como hasta ahora. Sobre la escala de tiempoen el orden de un billón de años, las estrellas existentes se apagarán y la mayorparte del universo se volverá oscuro.

El Big Freeze es un escenario bajo el que la expansión continúa indefinidamenteen un universo que es demasiado frío para tener vida. Podría ocurrir bajo unageometría plana o hiperbólica, porque tales geometrías son una condiciónnecesaria para un universo que se expande por siempre. Un escenariorelacionado es la muerte térmica, que dice que el universo irá hacia un estado demáxima entropía en el que cada cosa se distribuye uniformemente y no haygradientes, que son necesarios para mantener el tratamiento de la información,una forma de vida. El escenario de muerte térmica es compatible con cualquierade los tres modelos espaciales, pero necesita que el universo llegue a unaeventual temperatura mínima.

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Big Grip

En un universo abierto, la relatividad general predice que el universo tendrá unaexistencia indefinida, pero con un estado donde la vida que se conoce no puedeexistir. Bajo este escenario, la energía oscura causa que la tasa de expansióndel universo se acelere. Llevándolo al extremo, una aceleración de la expansióneterna significa que toda la materia del universo, empezando por las galaxias yeventualmente todas las formas de vida, no importa cuánto de pequeñas sean,se disgregarán en partículas elementales desligadas. El estado final deluniverso es una singularidad, ya que la tasa de expansión es infinita.

Big Crunch: La teoría del Big Crunch es un punto de vista simétrico del destinofinal del universo. Justo con el Big Bang empezó una expansión cosmológica,esta teoría postula que la densidad media del universo es suficiente para pararsu expansión y empezar la contracción.

El resultado final es desconocido; una simple extrapolación sería que toda lamateria y el espacio-tiempo en el universo se colapsaría en una singularidadespaciotemporal adimensional, pero a estas escalas se desconocen los efectoscuánticos necesarios para ser considerados.

1.2 El comienzo del Universo

El comienzo del universo siempre se ha intentado conocer sobre ello, pero conlos recursos actuales, no tenemos más opción que formular TEORÍAS.De las teorías la más acertada o aceptada hasta el momento ha sido la teoría delbig bang.

La teoría del big bang consiste en que el universo que antes era unasingularidad infinitamente densa, matemáticamente paradójica, con unatemperatura muy elevada, en un momento dado comenzando a expandirse, unagran cantidad de energía y materia separando todo, hasta ahora.

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2. LA MATERIA OSCURA

No todo lo que existe en el universo es visible. Los astrónomos pueden verdirectamente todos los objetos astronómicos (como las estrellas) que emiten luzo cualquier otro tipo de radiación electromagnética. Sin embargo, sabemos queexisten objetos que no se pueden ver directamente.

¿Cómo sabemos que en el universo debe existir materia oscura?

Las estrellas en algunas galaxias espirales giran muy rápidamente. Según lasleyes de la mecánica de newton, la velocidad da una estrella a lo largo de suórbita depende de la masa de la galaxia contenida dentro de su órbita dependede la masa de la galaxia contenida dentro de la órbita de la estrella. Sin embargola masa visible es mucho menor de lo esperado. Las galaxias en el universonormalmente se agrupan en cúmulos que para mantenerse unidos necesitan dela fuerza de atracción gravitacional producida por una gran cantidad de masa. Lamasa requerida no se observa.

Las grandes estructuras que vemos en el universo se formaron a partir depequeñas irregularidades en la distribución de la materia al momento del big-bang. Más adelante, con la ayuda de la gravedad, estas fluctuaciones se hacencada vez más fuertes y al final resultan galaxias, cúmulos, etc. Por otro lado, laradiación existente en el universo interactúa con la materia y por lo tanto se veafectada por estas fluctuaciones. La señal que queda en la radiación de fondo escomo una fotografía del universo joven y fue tomada por primera vez por elsatélite COBE. El análisis de las fluctuaciones en la radiación de fondo indicaque debe existir más materia en el universo de lo que observamos a simplevista.

Su nombre hace referencia a que no emite ningún tipo de radiaciónelectromagnética (como la luz). De hecho, no interactúa en ninguna forma con laradiación electromagnética, siendo completamente transparente en todo elespectro electromagnético. Su existencia se puede deducir a partir de susefectos gravitacionales en la materia visible, tales como las estrellas o lasgalaxias, así como en las anisotropías del fondo cósmico de microondaspresente en el universo.

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Figura 1. Cúmulo de Galaxias

Dato: Imagen compuesta del cúmulo de galaxias CL0024+17 tomada por eltelescopio espacial Hubble muestra la creación de un efecto de lentegravitacional. Se supone que este efecto se debe, en gran parte, a la interaccióngravitatoria con la materia oscura.

La materia oscura también desempeña un papel central en la formación deestructuras y la evolución de galaxias y tiene efectos medibles en la anisotropíade la radiación de fondo de microondas. Todas estas pruebas sugieren que lasgalaxias, los cúmulos de galaxias y todo el Universo contiene mucha másmateria que la que interactúa con la radiación electromagnética: lo restante esllamado "el componente de materia oscura".

La composición de la materia oscura se desconoce. Puede incluir neutrinosordinarios y pesados, partículas elementales recientemente postuladas como losWIMPs y los axiones, cuerpos astronómicos como las estrellas enanas, losplanetas y las nubes de gases no luminosos. Las pruebas actuales favorecen losmodelos en que el componente primario de la materia oscura son las nuevaspartículas elementales llamadas colectivamente materia oscura no bariónica.Aunque la materia oscura se detectó por lentes gravitacionales en agosto de2006,14 muchos aspectos siguen cuestionados. En el experimento DAMA/NaI seafirma haber detectado materia oscura pasando a través de la Tierra, aunquemuchos científicos son escépticos al respecto, ya que los resultados negativosde otros experimentos serían (casi) incompatibles con los del DAMA si la materiaoscura consistiera en neutralinos.

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La materia oscura caliente consiste en partículas que viajan con velocidadesrelativistas. Se conoce un tipo de materia oscura caliente: el neutrino. Losneutrinos tienen una masa muy pequeña, no interactúan a través de fuerzaselectromagnéticas o de la fuerza nuclear fuerte y son, por tanto, muy difíciles dedetectar. Esto es lo que les hace atractivos como materia oscura. Sin embargo,los límites de los neutrinos indican que los neutrinos ordinarios solo harían unapequeña contribución a la densidad de la materia oscura.

La materia oscura caliente no puede explicar cómo se formaron las galaxiasdesde el Big Bang. La radiación de fondo de microondas medida por el COBE yel WMAP, es increíblemente homogénea: indica que la materia se ha agrupadoen escalas muy pequeñas. Sin embargo, las partículas de movimiento rápido nopueden agruparse en tales pequeñas escalas y, de hecho, suprimen laagrupación de otra materia. La materia oscura caliente, aunque existe en nuestroUniverso en forma de neutrinos es, por tanto, la única parte de la historia.

Distribución estimada de materia y energía oscura en el Universo 19

Para explicar la estructura en el Universo, el Modelo de concordancia necesitainvocar la materia oscura fría (no-relativista). Las grandes masas, como losagujeros negros del tamaño de galaxias, pueden descartarse con las bases delos datos de las lentes gravitacionales. Las posibilidades involucrando materiabariónica normal incluyen enanas marrones o tal vez pequeños y densospedazos de elementos pesados conocidos como Objetos de tipo halo masivoscompactos (massive compact halo object) o "MACHOs". Sin embargo, losestudios de la Nucleosíntesis del Big Bang han convencido a muchos científicosde que la materia bariónica como los MACHOs no pueden ser más que unapequeña fracción de la materia oscura total.

Dato: La materia oscura, la energía oscura y la antimateria son tres cosasabsolutamente distintas. La antimateria es como la materia común de la queestamos hechos, pero conformada por partículas cuya carga eléctrica es designo contrario. Por ejemplo, un anti-electrón (también conocido como positrónpor razones históricas), es una partícula igual al electrón, con su misma masa ycarga pero de signo eléctrico positivo (el electrón tiene carga negativa). Y unanti-protón es una partícula con la misma cantidad de masa y carga de unprotón, pero con carga de signo eléctrico negativo. La antimateria se forma conantipartículas: del mismo modo que un átomo de hidrógeno consiste en unelectrón orbitando alrededor de un protón, si juntáramos un anti-protón con unanti-electrón podríamos tener un átomo de anti-hidrógeno.

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3. LOS PLANETAS

Los planetas con cuerpos sólidos que giran alrededor de una estrella que emiteluz, la cual hace visible a los planetas.

Estos tienen suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas delcuerpo rígido, de manera que posee un equilibrio determinado, son de formaesférica y despejan la zona de su órbita.

Figura 2. Los Planetas del Sistema Solar

Recientemente Plutón fue considerado por los astrónomos como planeta enano,anteriormente llamado "planetoide", por lo cual nuestro sistema solar pasó detener nueve planetas a ocho.

Los planetas actuales son 8: Mercurio, Venus, La Tierra, Marte, Júpiter, Saturno,Urano y Neptuno.

Los planetas enanos son: Plutón, Makemake, Eris, Haumea y Ceres.

Los principales cuerpos menores del Sistema Solar son: Sedna, Quaoar, Orcus,Varuna e Ixión y 2012 VP113 recientemente descubierto en marzo de 2014.

Básicamente los planetas se clasifican en dos tipos: Los rocosos (Mercurio,Venus, Marte y la Tierra) y los gigantes gaseosos o jovianos que están formadoscasi en su totalidad en gases como el Hidrógeno y el Helio.

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Los gigantes gaseosos son: Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno.

Los Planetas Jovianos (relativos a Júpiter), son gigantescos comparados con laTierra y tienen naturaleza gaseosa como la de Júpiter (de ahí ese nombre). Secomponen, principalmente, de hidrógeno, hielo y helio.

Los sistemas de satélites siguen el mismo comportamiento que sus planetasprincipales, pero se dan muchas excepciones. Tanto Júpiter, como Saturno yNeptuno tienen uno o más satélites que se mueven a su alrededor en órbitasretrógradas, es decir, en el sentido de las agujas del reloj; esto probablemente sedeba a que esos satélites fueron capturados por los planetas mucho después dela formación de los mismos; también muchas órbitas de satélites son muyelípticas. Júpiter, además, tiene atrapados dos cúmulos de asteroides (losllamados Troyanos), que se encuentran a 60° por delante y por detrás delplaneta en sus órbitas alrededor del Sol. Algunos satélites de Saturno tienenatrapados de forma similar cuerpos más pequeños.

Sedna, unos de los cuerpos menores del sistema solar, como se mencionóantes, ha sido uno de los más estudiados, este gira alrededor del Sol a unadistancia mucho mayor que otros astros del sistema. Se dice que es el décimoplaneta del Sistema Solar.

Aunque su tamaño aún es incierto, Sedna es el mayor de los planetaslocalizados alrededor del Sol desde el descubrimiento de Plutón en 1930. Está amás de 10,000 millones de kilómetros de la Tierra en una región llamadaCinturón de Kuiper, que tiene cientos de objetos conocidos, pequeños mundosde roca y hielo, aunque algunos pueden ser tan o más grandes que Plutón.Sedna es más rojo que cualquier otro cuerpo del Sistema Solar, excepto Marte, ysigue una órbita muy elíptica, que en su punto más alejado le sitúa a 135,000millones de kilómetros del Sol. Por ello, Sedna necesita 11,500 años terrestrespara completar una órbita.

En los últimos años, se ha acumulado evidencia de que los planetas del tamañode la tierra son abundantes en la galaxia, pero un nuevo hallazgo indica queesos planetas son mucho más comunes de lo que se creía.

Existe un grupo de siete planetas que giran alrededor de una pequeña estrella,denominada enana roja (Trappist-1), situada hacia la constelación Acuario, delas denominadas ultrafrías. Su nombre es derivado del telescopio que la observóy es mucho menor que el sol, algo más grande que Júpiter, casi en el límite parafusionar nitrógeno y “alumbrar”.

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Desde hace años se considera que este tipo de estrellas puede tener planetashabitables. “La energía de estrellas enanas como esta, es mucho más débil queel Sol. Los planetas necesitarían estar en órbitas más cercanas que lo quevemos en el Sistema Solar para que haya agua en la superficie. Por fortuna, estetipo de configuración compacta es lo que encontramos alrededor de Trappist-1”,explicó Amaury Triaud, uno de los coautores.

Las mediciones iniciales que se han realizado utilizando varios telescopios en latierra y el espacio como el Spitzer de la Nasa, sugieren que todos podríancontener agua, esencial para las formas de vida que conocemos, pero aún faltanmás observaciones, análisis y equipos para conocer la composición de esosmundos a solo cuarenta años luz de nosotros, distancia corta en términosastronómicos.

Al momento se conocen 3.600 planetas extrasolares, desde que se descubrió elprimero en 1.995, y solo unos 70 serían similares a la tierra o habitables, es lahabitabilidad precisamente, un elemento que se presta a aseveraciones ligerasporque para que un planeta sea habitable, se requiere mucho más que estar enla región alrededor de su estrella en la cual puede existir agua en estado líquido.Hasta ahora no se ha podido confirmar que alguno la tenga, y si bien parecehaberse descartado la presencia de hidrógeno como elemento primordial de lasatmósferas de este nuevo sistema solar, no han sido analizadas para descartarla presencia de otros compuestos como el metano.

Hoy el telescopio espacial Hubble apunta su mirada al nuevo sistema enTrappist-1, para entregar más información, mientras se espera la entrada enoperación de aparatos mucho más potentes, como su sucesor, el James Webb,que será enviado al espacio el próximo año, el cual tendrá la capacidad deestudiar componentes atmosféricos y detectar incluso señales de actividadbiológica.

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Figura 3. Posibles Nuevos Siete Planetas de Otro Sistema SolarLa importancia de la existencia de planetas similares al nuestro, que al parecerson habitables, está en que a lo mejor en un futuro, con la escasez de agua quese está presentando en el planeta tierra, tal vez se pueda suplir esta necesidadtransportando este preciado líquido, para que continúe la vida aquí, ya que pormás intentos y campañas que se realizan respecto al cuidado del agua, no se halogrado y la hemos mal gastado, aun sabiendo que sin agua no hay vida.

Esto sumado a nuevos descubrimientos de vida en otros planetas puede sermuy útiles a la hora de comparar los hallazgos con los nuestros y así observar yevolucionar aprendiendo de los otros.

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4. LOS NEUTRINOS

Figura 4. Neutrinos

La existencia del neutrino fue propuesta en 1930 por el físico Wolfgang Pauli,para compensar la aparente pérdida de energía y momento lineal en ladesintegración β de los neutrones, estos surgen del decaimiento de un neutrónque forma un protón y un electrón, la suma de los ímpetus perdidos en esaoperación da como resultado un neutrino.

Estos se comportan diferente, de acuerdo a la partícula cargada a la cual esténasociados, se pueden transformar de un tipo de neutrino a otro, fenómeno quese conoce como oscilación.

El sol es la fuente principal de producción de neutrinos, que se producen en suinterior por desintegración radiactiva y escapan atravesando la tierra, otrosneutrinos se producen en las centrales nucleares durante fenómenosatmosféricos o nacimiento y muerte de estrellas y en explosiones de supernovas,que se produce cuando una estrella enana blanca (muy densa) explota con talpotencia que puede llegar a eclipsar la luz de toda una galaxia.

Los neutrinos, se llaman así por ser “neutros y pequeños”, están rodeándonospor todas partes, viajan en el espacio a una velocidad cercana a la luz, sonpartículas fundamentales de la estructura del universo, pero son las menosentendidas, son producidas durante el decaimiento de elementos radioactivos.Son compuestos elementales de menor masa (una millonésima parte de lamasa de un átomo de Hidrógeno) y no poseen carga eléctrica.

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La mayoría de los neutrinos que están en el universo actual, se originarondespués del Big Bang. Desde ese entonces el universo se está expandiendo yenfriando, y la enorme cantidad de neutrinos existentes forman el llamado fondode radiación cósmica cuya temperatura es de 1,9 grados Kelvin, es decir -271,2grados centígrados. El Sol es la fuente más importante de producción deneutrinos, que se producen en su interior por desintegración radiactiva yescapan atravesando también la Tierra. Otros neutrinos se producenconstantemente en las centrales nucleares, aceleradores de partículas, durantefenómenos atmosféricos, o nacimiento y muertes de estrellas, así como enexplosiones de supernovas.

El más reciente detector de neutrinos es el llamado cubo de hielo, el cual es unobservatorio antártico de neutrinos construido en el Polo Sur en 2010. Poseemás de 5000 detectores ópticos embutidos en un bloque de hielo de 1km cúbicoque detecta la radiación que emiten los neutrinos, al interactuar con el hielo. Estees el medio perfecto para detectar los neutrinos que llegan a la Tierra viajandobillones de años a través del universo para finalmente interactuar con unamolécula de hielo.

4.1 Metamorfosis de los Neutrinos

Además de reaccionar muy poco, los neutrinos poseen otra característica quelos hace únicos, se pueden comparar a un fantasma o un camaleón, ya que soncapaces de metamorfosearse en tres formas o identidades diferentes, al igualque las demás partículas de la materia, los neutrinos se presentan en tresversiones o familias denominadas “sabores”. El electrón por ejemplo, cuenta condos réplicas muy similares, pero más pesadas: el muón y la partícula tau. Cadauno de ellos tiene asociado un neutrino: el neutrino electrónico, el neutrinomuónico, y el neutrino tauónico.

Mientras que el electrón, el muón y el tauón tienen masas bien definidas, lostres sabores de neutrinos no, por ejemplo: una pelota tiene una masa de 600gramos, si se trata de un balón de baloncesto, 400 gramos, si es una pelota defútbol y 100 si es de tenis. Si fueran neutrinos, el tipo de pelota y su peso no secorresponderían; en el aire, una pelota cambiaría de tipo.

El neutrino es difícil de detectar, esto se logra cuando colisiona con un núcleoatómico y libera una partícula cargada (un electrón o alguna de sus réplicas máspesadas, el muón y el tauón. Esta a su vez emite en luz visible o en ondas deradio. Dichas colisiones son muy escasas, por lo que los astrónomos debenmonitorizar grandes volúmenes de materia para observar un número significativode neutrinos. El agua, líquida o helada, es el medio más común. Es bastante densa (lo que maximiza la probabilidad de una colisión) pero a la veztransparente (lo que permite detectar la luz).

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Los neutrinos son invisibles al ojo humano, abundan en el sistema solar y ennuestro planeta, este es un descubrimiento relativamente nuevo, desde hacemás o menos 60 años, por lo cual aún se encuentra en investigación por losastrónomos, como todo lo que se ha descubierto tiene una razón de ser, paranuestra existencia y la del universo, pensamos que seguirá siendo motivo deestudio y en un futuro cercano tendrá una aplicación práctica en muchosapartados de la vida, que nos serán bastante útiles.

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5. LAS ESTRELLAS MÓVILES

Las estrellas móviles o estrellas de alta velocidad, son cuerpos celestes con granvelocidad.

En 2005, los astrónomos descubrieron la primera “estrella en movimiento”, quese desplazaba a través de la galaxia a una velocidad diez veces superior a lanormal, a unos 900 kilómetros por segundo. Los científicos han establecidoalgunas hipótesis sobre qué es lo que mueve a estas pocas estrellas en elespacio, pero no tienen ninguna certeza. Podría tratarse de la explosión de unasupernova o de un agujero negro súper masivo.

Figura 5. Estrella en Movimiento

Las híper veloces son un puñado de estrellas que giran alrededor de enormesagujeros negros en el centro de la galaxia.

La más rápida alcanza una velocidad de 12.000 kilómetros por segundo.

Pero el agujero negro pesa como cuatro millones de soles, por lo que esavelocidad no es suficiente para escapar de su campo gravitatorio. Aun así, enalgún momento consiguen vencerlo y salir de la galaxia.

El experto se dio cuenta que cuando las estrellas se acercaban demasiado launa a la otra, una de ellas salía disparada a una velocidad de miles dekilómetros por hora. Y que el agujero negro mantenía a la otra orbitando a unadistancia relativamente corta.

Así que llamó a la estrella "exiliada", estrella híper veloz.

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Figura 6. Estrella Híper Veloz

Estas estrellas nacen en el centro de la galaxia y son expulsadas al exterior, porlo que su velocidad y propiedades ofrecen una visión única del entorno cercanoa un agujero negro.

La mayoría de las estrellas híper veloces parecen provenir del centro de lagalaxia, pero no siempre es así. De hecho, la más rápida, un objeto celestellamado US 708 que se mueve a 1.200 kilómetros por segundo (más de 4millones de kilómetros por hora), tiene un origen completamente diferente.

La primera pista que los llevó a esa conclusión es que la US 708 es unasubenana caliente, un astro llamado gigante rojo que perdió sus capas exterioresde hidrógeno (y por tanto su masa) antes de que en su núcleo comenzara lafusión del helio. Sin embargo, hubo un tiempo en el que era una estrella normal.

De acuerdo a la hipótesis de los astrónomos, conformaba un sistema binario conuna enana blanca, un objeto celeste caliente y denso, un remanente de unaestrella similar al sol.

Ambas dibujaban una órbita pequeña y a medida que envejecía, el US 708 seconvirtió en un gigante rojo y envolvió a su compañera. Mientras, la enanablanca siguió orbitando y con ello despojó al gigante rojo de sus capasexteriores. Así, al US 708 solo le quedó el núcleo ardiente, convirtiéndose en unasubenana. Después, en su movimiento conjunto ambos objetos perdieron masa,al emitir ondas gravitacionales, ondulaciones en el espacio-tiempo del universo.Y en un momento dado se acercaron tanto, que la subenana comenzó a

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derramar helio sobre la enana blanca. Esta última acumuló tanto gas quealbergó una fusión nuclear, lo que terminó destruyéndola. Pero antes de laexplosión, ambas estrellas habían estado orbitando una alrededor de la otraextremadamente rápido. Así que cuando la enana blanca estalló y ya no habíanada que retuviera al US 708, ésta se vio de repente expulsada.

6. MAGNETARES

Las estrellas ricas en masa pueden terminar en lo que se denominan ¨estrellasde neutrones¨. En ellas la materia esta condensada, de modo que estos objetossolo están constituidos a base de neutrones. Tienen diámetro de unos 20kilómetros.

La densidad es muy grande, un fragmento como un guisante puede llegar apesar millones de toneladas.

Figura 7. Pulsar

A finales de los 60s se observó por primera vez uno de estos denominado¨púlsares¨. Tienen una velocidad de rotación muy alta y un campo magnéticomuy potente.

Pueden girar sobre si mismos hasta varias veces por segundo.

La estrella de neutrones giratoria emite una radiación en haz cónico.

La radiación en la tierra se registra en pequeños golpes o pulsaciones.

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La velocidad de rotación disminuye a lo largo del tiempo hasta que se detiene.

Figura 8. Eje de Rotación de un Pulsar

Actualmente, se considera que de cada diez explosiones de supernovas,solamente una da origen al nacimiento de un magnetar. Si la supernova poseeentre 6 y 12 masas solares, se convierte en una estrella de neutrones de no másde 10 a 20 km de diámetro. Según la hipótesis de los científicos mencionadosanteriormente, los requisitos previos para convertirse en magnetar son unarotación rápida y un campo magnético intenso antes de la explosión. Este campomagnético sería creado por un generador eléctrico (efecto dinamo) que utiliza laconvección de materia nuclear que dura los diez primeros segundos alrededorde la vida de una estrella de neutrones. Si esta última gira lo suficientementerápido, las corrientes de convección se vuelven globales y transfieren su energíaal campo magnético. Cuando la rotación es demasiado lenta, las corrientes deconvección solo se forman en regiones locales. Un púlsar sería, pues, unaestrella de neutrones que, en su nacimiento, no habría girado lo suficientementedeprisa durante un corto lapso de tiempo para generar este efecto dinamo. Elmagnetar posee un campo lo suficientemente poderoso como para aspirar lamateria de los alrededores de la estrella hacia su interior y comprimirla; estoconlleva que se disipe una cantidad significativa de energía magnética duranteun periodo aproximado de unos 10.000 años.

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7. LOS AGUJEROS NEGROS

Los científicos no saben mucho acerca de estos agujeros, pero dicen que estosnacen de las estrellas moribundas, que se convierten en supernovas (estrellasen explosión que liberan una gran cantidad de energía) dejando este agujero.Esta estrella tiene que tener un tamaño mínimo, (15 veces más grande que elsol) para que cuando explote, se pueda convertir en un agujero negro. Mientrasmás grande sea la supernova, más grande y letal será el agujero. Estos puedenser 20 veces más grande que el sol.

Tienen una fuerza gravitacional majestuoso, llevándose todo lo que pasa cercade él, convirtiéndolos en una fuente de irreversibilidad de la naturaleza.

Este increíble y misterioso fenómeno se puede definir como una región delespacio en la que la gravedad es tan intensa que ni la luz puede salir de este.

Una vez un objeto entra a un agujero, este lo empieza a halar y a la ves estripar,succionándolo hasta llegar a un punto que se desaparece.

Figura 9. Objeto entrando a Agujero Negro

Algunos físicos dicen que los agujeros negros no tienen “pelo”, esto quiere decirque no poseen ninguna masa o materia, más allá de su masa y de su cargaeléctrica, o sea que no podes ver nada más que un vacío negro.

Los agujeros negros no son precisamente un portal como lo muestran lascaricaturas, estos son completamente negros, y debido a que el universotambién lo es, no se pueden ver. Pero los científicos descubrieron que se ve

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como un portal cuando este está intentando tragarse una masa que es másgrande que él, por lo que esta masa empieza a girar alrededor.

Figura 10. Agujero Negro

En los agujeros negros se observa un punto negro en el centro o final, que esllamado singularidad, zona del espacio-tiempo donde no se puede definir algunamagnitud física relacionada con los campos gravitatorios. Dicen que el universose creó a partir de una singularidad, lo que quiere decir que un agujero negrotuvo una participación en la creación del universo.

A parte de la singularidad, los agujeros también tienen:

Órbita del agujero: Es exterior al agujero negro. En él se encuentra la materiaque será succionada por este, por lo que empieza a girar alrededor de él.

Horizonte de sucesos: es el límite entre las cosas que están afuera del agujero ylas que ya fueron succionadas, solo puede atravesarse en un sentido. Si te pasade esta frontera, ya no hay vuelta atrás.

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Figura 11. Agujero Gusano

También existen los agujeros de gusano, que es una hipotéticacaracterística topológica de un espacio-tiempo; en otras palabras, un atajo através del espacio-tiempo que tiene por lo menos 2 extremos conectados a unamisma singularidad. Según las investigaciones, existe la posibilidad de que unamateria pueda a travesar este agujero, viajando a través del espacio-tiempo yapareciendo en el otro extremo. Si esto es verdad no cualquier materia puede atravesarlo, esto depende de sus características (densidad, componentes, estado,etc.). Además si esto fuera cierto el agujero de gusano ya no sería una especiede agujero negro con dos extremos, ya que en el agujero negro nada puedeentrar sin desaparecer, por lo que se crearía otro misterio: ¿si el agujero degusano no es una especie de agujero negro, entonces qué es?

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8. ENERGÌA OSCURA

Es una sustancia con una baja densidad. Con unas características nunca antesvistas que impregna los cosmos cada vez más y más rápidos, haciendo un tipode presión mediante la fuerza gravitacional repulsiva. La presión que esta ejercees una presión negativa, o sea que presiona hacia adentro.

Esta es homogénea, y no se le conoce interacción con alguna de las fuerzasfundamentales. Exceptuado la gravedad. Dicha energía se opone a la gravedad,llamándose gravedad negativa.

Figura 12. Energía Oscura

La energía oscura ocupa un 73% del universo, la materia oscura es un 22,5 % yel otro 4,5% es de la materia ordinaria.

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Figura 13. % que Ocupa en el Universo la Materia Oscura

Científicos descubrieron que el vacío en sí, no es vacío, sino que tiene un tipo deenergía, y en el espacio es llamada “Energía Oscura”. Antes se creía quemientras más se expandiera el universo la fuerza de la energías oscura seríamás tenue, pero al descubrir lo del vacío, se dieron cuenta que entre más seexpanda más vacío deja y más energía creara.

La energía oscura ayudo a los científicos en su momento, a descubrir que eluniverso era más viejo de lo que pensaban. Pero también trae expectativas defuturo. Existen dos grandes casos supuestos:

Si la energía oscura sigue acelerando el universo podría llegar un punto en el quela aceleración creciera de tal manera que sobrepasara la fuerza de atraccióngravitatoria y cualquier otra fuerza fundamental, provocando la aniquilación de losátomos y la destrucción del universo en un gran desgarro.

También existe la posibilidad de que la energía oscura se disipe o, incluso, sevuelva atractiva provocando que materia, espacio, tiempo, energía, secondensarían, permitiendo que todo, absolutamente todo, volviera a comenzar. Otra hipótesis dice que el universo se expande de manera desigual, para mi estahipótesis es acertada ya que cada objeto tiene su energía, su propia forma y laexpansión es en diferentes ritmos. Esta hipótesis es llamada “UniversoInhomogéneo”.

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Figura 14. Expansión del Universo

Para resolver muchos de las dudas e inquietudes que nos deja la energíaoscura, científicos, físicos trabajan en un proyecto llamado “El Sondeo de laEnergía Oscura”. Este proyecto resolverá misterios, no solo de la energía oscurasino de otros fenómenos que se encuentran dentro del universo.

Figura 15. Sondeo de la Energía Oscura

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CONCLUSIONES

La Materia Oscura sigue siendo un misterio o enigma que no se ha resuelto porcompleto, e incluso su existencia sigue siendo una teoría, pero con lo quesabemos hay que investigar más para comprender este gran enigma deluniverso.

La importancia de la existencia de planetas similares al nuestro, que al parecerson habitables, está en que a lo mejor en un futuro, con la escasez de agua quese está presentando en el planeta tierra, tal vez se pueda suplir esta necesidadtransportando este preciado líquido, para que continúe la vida aquí, ya que pormás intentos y campañas que se realizan respecto al cuidado del agua, no se halogrado y la hemos mal gastado, aun sabiendo que sin agua no hay vida.

Esto sumado a nuevos descubrimientos de vida en otros planetas puede sermuy útiles a la hora de comparar los hallazgos con los nuestros y así observar yevolucionar aprendiendo de los otros.

Se puede decir que el neutrino, es la partícula más enigmática de todas las queintegran el universo, hasta la fecha ha habido muchas investigaciones para tratarde comprender los neutrinos, todavía quedan interrogantes por resolver; cuandosea conocida la función real de los neutrinos, será motivo de estudio yaplicación práctica en muchos apartados de la vida, lo cierto hasta hoy, es quenadamos en estas partículas invisibles para nuestro ojos, según el profesor delCSIC Juan José Gómez Cárdenas, más de 100.000 millones nos atraviesan enun segundo.

Las Estrellas Móviles normalmente se crean en el centro de las galaxias yayudan a los científicos a descubrir nuevas galaxias y planetas de ellas.

Los Magnetares son los objetos con el campo magnético más fuerte del universoy son pequeños para ser estrellas.

Los Agujeros Negros son una de los fenómenos poderosos, letales,impresionantes y misteriosos del universo. Sobre este fenómeno se conoce algo,como su nacimiento, sus partes, sus tamaños, etc., pero todavía nos faltamuchas más cosas por averiguar; además este enigma nos deja aun con másdudas.

La maravillosa Energía Oscura está alejando los cosmos entre sí cada vez másy más rápidos, Esta gravedad negativa nos ha sido de gran ayuda,permitiéndonos saber, entender y confirma teorías y misterios, pero tambiénpuede causar el fin del universo.

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19.Videos del Instituto de Física y Teórica (IFT)

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