método

medición de la energía oscura

Las observaciones de supernovas infieren la aceleración cósmica midiendo la tasa de expansión del universo.
12 artículos relacionados · 4 fórmulas

Descripción

La medición de la energía oscura es el esfuerzo por cuantificar la misteriosa fuerza que está provocando que la expansión del universo se acelere. Esto se logra principalmente observando supernovas distantes de tipo Ia, que sirven como candelas estándar porque su brillo intrínseco es notablemente consistente. Al comparar su brillo aparente con su corrimiento al rojo, los astrónomos pueden determinar cómo ha cambiado la tasa de expansión a lo largo del tiempo cósmico. Estas observaciones revelaron en 1998 que la expansión no se está desacelerando como dictaría la gravedad, sino que se está acelerando, lo que implica la existencia de un componente repulsivo de energía ahora llamado energía oscura.

Historia

El descubrimiento de la aceleración cósmica a partir de observaciones de supernovas fue anunciado en 1998 por dos equipos independientes, liderados por Saul Perlmutter y por Brian Schmidt y Adam Riess, quienes más tarde compartieron el Premio Nobel de Física en 2011.

Cómo funciona

Las supernovas de tipo Ia son explosiones termonucleares de estrellas enanas blancas que alcanzan una luminosidad máxima casi uniforme. Cuando se detecta una, los astrónomos miden su corrimiento al rojo (cuánto se ha estirado su luz debido a la expansión cósmica) y su brillo aparente. La distancia se infiere a partir del brillo, y el corrimiento al rojo da el factor de expansión. Graficar la distancia frente al corrimiento al rojo para muchas supernovas a diferentes distancias revela la historia de la tasa de expansión. Sondeos modernos como DESI también utilizan oscilaciones acústicas de bariones y otras sondas para verificar estas mediciones y mapear la evolución de la energía oscura a lo largo del tiempo.

En la práctica

Las mediciones de la energía oscura son esenciales para determinar el destino final del universo y para probar teorías de la gravedad, y guían el diseño de telescopios espaciales de próxima generación como Euclid y el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman.

Dato curioso

Se estima que la energía oscura constituye alrededor del 68% del contenido energético total del universo, pero su naturaleza física sigue siendo uno de los mayores problemas sin resolver en la física.

Concept graph →

Fórmulas

$$P \propto N^2$$
Power scales with the square of number of atoms.
Qué hay en la fórmula
PvariablePower — potencia watt
NvariableNumber of atoms — número de partículas
p\propton^2 · 2510.12017
$$Om(z) = \frac{[H(z)/H_0]^2 - 1}{(1+z)^3 - 1}$$
Test for dark energy models; constant in ΛCDM, evolves in alternatives.
Qué hay en la fórmula
OmvariableOm diagnostic value — om diagnostic
zvariableRedshift — corrimiento al rojo
HvariableHubble parameter at redshift z — hubble parameter kilometre per second per megaparsec
H_0variableHubble constant at present epoch — constante de Hubble kilometre per second per megaparsec
om(z)=\frac{[h(z)/h_0]^2-1}{(1+z)^3-1} · 2607.12745
$$w < -\frac{1}{3\Omega_{DE}}$$
Condition for dark energy to cause cosmic acceleration.
Qué hay en la fórmula
wvariableEquation of state parameter of dark energy — parámetro de la ecuación de estado
Ω_DEvariableDensity parameter of dark energy — density parameter
w_0<-\frac{1}{3ω_{de0}} · 2607.07348
$$\lambda_{\mathrm{FS}} \propto m_{\mathrm{hm}}^{-1/3}$$
Length scale for particle free streaming in dark matter.
Qué hay en la fórmula
lambda_FSvariablefree streaming length — free streaming length metre
m_hmvariablehalf-mode mass of dark matter — half mode mass kilogram
proptooperadoris proportional to — proporcionalidad
λ_{{fs}}=5.2(\frac{m_{{hm}}}{10^7m_\odot})^{1/3}{кпк} · 2606.05277v1

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