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Una Supernova Ilumina a la Energía Oscura

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Una Supernova Ilumina a la Energía Oscura

Un grupo de astrónomos han hecho un descubrimiento usando el Telescopio Espacial Hubble. Dicho descubrimiento repalda la idea de que el universo está lleno de una misteriosa forma de energía que hace que las galaxias se separen -unas de otras- permanentemente y a un ritmo cada vez más rápido.

NASA
Marshall Space Flight Center

3 de Abril de 2001 -- El Telescopio Espacial Hubble (Hubble Space Telescope) de la NASA ha localizado un estallido de luz proveniente de una estrella en explosión, que se encuentra mucho más lejos de la Tierra que cualquier estrella antes vista -- una explosión de supernova en el universo temprano que puede iluminar un oscuro misterio a "escala cósmica".

Esta explosión estelar es extraordinaria: por la gran distancia donde se localiza --a 10 mil millones de años luz de nuestro planeta -- y porque respalda la hipótesis sobre la existencia de una misteriosa forma de "oscura energía" extendida en el cosmos. A principios del siglo pasado, Albert Einstein propuso el concepto de energía oscura -que aleja a las galaxias unas de otras a un ritmo incesante que más tarde descartó.

Arriba: Esta imagen del Telescopio Espacial Hubble (Hubble Space Telescope) muestra la supernova que respalda la teoría de que una misteriosa forma de "energía oscura" está acelerando la expansión del Universo. Haga click sobre la imagen para ver la figura en contexto.

El descubrimiento del Hubble también respalda la fascinante idea de que el universo comenzó a acelerarse recientemente. El Hubble nos ofrece la primera evidencia observacional de que la gravedad comenzó a frenar la expansión del Universo después de la Gran Explosión (Big Bang), y que solo después, la fuerza repulsiva causada por la energía oscura ganó terreno sobre el dominio de la gravedad. 

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El grupo de astrónomos, encabezado por Adam Riess del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (Space Telescope Science Institute ó STScI), hizo el descubrimiento después de analizar cientos de imágenes tomadas por el Hubble para estudiar cómo se formaron las galaxias. 

"Esta supernova parece ser parte de una clase especial de explosiones que permite a los astrónomos entender como la expansión del Universo ha cambiado a través del tiempo- de la misma manera que los padres observan el crecimiento de sus hijos marcando rayas de tiza en el marco de una puerta", dice Riess. "Nos muestra que el Universo se porta igual que un conductor que baja la velocidad conforme se aproxima a una luz roja, y que aprieta el acelerador cuando la luz se pone verde".

La supernova "rompe-récords" aparece relativamente brillante- una consecuencia del desaceleramiento del Universo en el pasado (cuando la supernova explotó), el cual fue seguido de un aceleramiento más reciente

"Hace mucho tiempo, cuando la luz salió de esta distante supernova, parece que el Universo se había aletargado debido a la tracción mutua de toda la masa contenida en él", explica Riess. "Miles de millones de años después, cuando la luz sale de supernovas más recientes, el Universo había comenzado a acelerarse, alargando la distancia entre las galaxias y haciendo que los objetos en ellas se vieran menos brillantes". 

 

Arriba y abajo: Los astrónomos saben que el Universo se está expandiendo debido al "corrimiento al rojo" que se observa en la luz proveniente de las galaxias lejanas. Debido al efecto Doppler, las ondas de luz se comprimen cuando una fuente de luz se mueve hacia nosotros y se expanden cuando la fuente se aleja. Lo mismo sucede con las ondas de sonido; por eso el sonido de la sirena de un auto de policía se debilita conforme el auto te adelanta. La frecuencia de la luz, sin embargo, es equivalente a un cierto color y no a un tono musical. Las frecuencias más altas se ven azules y las frecuencias más bajas se ven rojas. Por eso, el "corrimiento al rojo" en la luz de las galaxias que nos rodean, significa que las galaxias se están alejando de nosotros. Y, ¿cómo pueden estar todas las galaxias alejándose de nosotros? Sólo si el Universo en sí mismo se está expandiendo, como se demuestra en el globo en la figura de abajo.

"La capacidad del Hubble para encontrar titánicas explosiones estelares a grandes distancias nos permite confirmar la teoría de que el Universo tuvo que haberse desacelerado antes de cambiar a una velocidad más alta", dice la Dra. Anne Kinney, directora del programa Orígenes (Origins) en la sede principal de la NASA en Washington D.C. "Este año, los astronautas instalarán una nueva cámara en el Hubble que tendrá una resolución 10 veces mejor que la de la cámara actual, lo que nos dará una capacidad aún mayor para encontrar las respuestas a preguntas cósmicas como ésta".

Las observaciones de varias supernovas distantes, hechas por dos grupos de astrónomos en 1998, llevaron a la teoría de que el Universo se encontró ante un "semáforo en verde" y aceleró cuando tenía la mitad de su edad actual. Los astrónomos dicen que los nuevos hallazgos del Hubble descartan otras posibles explicaciones.

Hace casi un siglo, la Teoría General de la Relatividad de Einstein, predijo que el Universo debía colapsar debido a la implacable atracción de la gravedad. Sin embargo, como muchos otros científicos de su tiempo, Einstein asumió que el Universo no cambiaba y era más bien estático. Para hacer que sus ecuaciones se ajustaran a tales suposiciones, Einstein añadió algo que él llamó "la constante cosmológica", cuya gravedad es repulsiva, sin tener la certeza de que ésta era real.

Izquierda: Albert Einstein modificó el entendimiento humano acerca del Universo de manera fundamental. La relatividad especial nos hizo revisar nuestras nociones del tiempo y el espacio, y la relatividad general modificó estas ideas para incluir una explicación de la hasta entonces misteriosa fuerza de gravedad. Ahora, parece ser que su conjetura de que una fuerza expansiva, llamada la "constante cosmológica", se extiende a través del Universo es también correcta.

Poco después, el astrónomo Edwin Hubble descubrió que el universo se está expandiendo. Hubble asumió que el Universo se había desacelerado bajo la influencia de la gravedad y que incluso, podía llegar a detenerse. Esto, llevó a Einstein a decir que su "constante cosmológica" era la "metedura de pata" más grande de su carrera. Ahora, parece que Einstein despues de todo, estaba en lo correcto.

La fuente de la gravedad repulsiva puede ser algo afín a la constante cosmológica de Einstein -- referida como la energía del "vacío cuántico", una presencia subatómica que se extiende en el espacio -- o algo completamente nuevo e inesperado.

"Aunque no sepamos qué es la energía oscura, sabemos con certeza que entenderla nos dará pistas cruciales en la búsqueda para la unificación de las fuerzas y las partículas en el Universo, y que el camino hacia dicho entendimiento necesita de telescopios y no de aceleradores", dice el astrofísico Michael Turner de la Universidad de Chicago.

Riess hizo el descubrimiento con la colaboración con Peter Nugent del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Lawrence Berkeley National Laboratory), Brian Schmidt, del Observatorio de Monte Strömlo (Mount Stromlo Observatory) y John Tonry del Instituto para la Astronomía (Institute for Astronomy). El Telescopio Espacial Hubble de la NASA Hubble Space telescope es un proyecto de cooperación internacional entre NASA y la Agencia Espacial Europea ( European Space Agency ó ESA). El grupo de astronomos hizo el descubrimiento analizando cientos de imágenes tomadas por el Hubble para estudiar cómo se formaron las galaxias. Fué fortuito que una de dichas galaxias tuviera una supernova previamente descubierta por los Astrónomos Ron Gilliland del STScI, y Mark Phillips, del Instituto Carnegie (Carnegie Institution) de Washington.

  Enlaces en la Red

La constante de Hubble -- una explicación de la variable que describe el ritmo de expansión -- y por tanto la edad -- del universo. De un Corto Ciencias del Espacio de la NASA.

Telescopio Espacial Hubble (Hubble Space Telescope) -- página de información al público.

Animación de una supernova -- Animación de 2.6 MB en formato Quicktime de una explosión de supernova.

Página Principal del Telescopio Chandra -- Chandra es un observatorio espacial de rayos X usado para estudiar supernovas y agujeros negros.

Sala de noticias (newsroom) del Chandra --   desde el Centro de Vuelos Espaciales Marshall de la NASA (Marshall Space Flight Center)


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