7jun/12Off

La diferencia entre antimateria, materia oscura y energía oscura

materiaoscura La diferencia entre antimateria, materia oscura y energía oscura

Imagen tomada por el Hubble de un lente gravitacional, delatando la presencia de materia oscura.

La antimateria, la materia oscura y la energía oscura son tres cosas absolutamente distintas, al contrario de lo que tiene entendido mucha gente. Veamos una descripción simple y breve de cada una, sin profundizar demasiado, para intentar desarmar un poco esta confusión.

La antimateria es como la materia común y corriente de la que estamos hechos, pero hecha de partículas cuya carga eléctrica está cambiada de signo. Un anti-electrón (por razones históricas también conocido como positrón), por ejemplo, es una partícula igual al electrón, con su misma masa y carga pero de signo eléctrico positivo (el electrón tiene carga negativa). Y un anti-protón es una partícula con la misma cantidad de masa y carga de un protón, pero con carga de signo eléctrico negativo. La antimateria se forma con antipartículas: del mismo modo que un átomo de hidrógeno consiste en un electrón orbitando alrededor de un protón, si juntáramos un anti-protón con un anti-electrón podríamos tener un átomo de anti-hidrógeno, lo cual ha sido logrado en el CERN, por fracciones de segundo.

La antimateria no es ningún asunto de ciencia ficción. Fue predicha teóricamente y descubierta experimentalmente hace prácticamente un siglo. Hace varias décadas que incluso tiene aplicación tecnológica en medicina, en la tomografía por emisión de positrones, aunque su uso como fuente de energía está muy lejos de ser una realidad. Aún quedan bastantes interrogantes científicos pendientes sobre ella, pero es la menos enigmática de las tres.

Con respecto a la materia oscura, por otra parte, no tenemos ni la más pálida idea de lo que es. Para explicar por qué entonces hablamos de ella, partamos desde cero. Los planetas del sistema solar están en equilibro en una órbita alrededor del Sol, y para que este equilibrio se mantenga la fuerza de gravedad que ejerce el Sol sobre cada uno tiene que ser la justa y necesaria; si la fuerza aumentara atraería demasiado al planeta y el Sol lo engulliría, y si disminuyera, el planeta no sería atraído lo suficiente y saldría despedido del sistema. Más específicamente hay tres variables que deben estar balanceadas: la masa del planeta, su distancia al Sol, y la velocidad con que da vueltas alrededor de éste. Ésta es una ley general llamada conservación del momento angular, que se aplica a todas las cosas y no sólo al sistema solar, incluyendo las galaxias. Ahora bien, nuestra galaxia está hecha de miles de millones de estrellas que giran alrededor del centro, nuestro sol siendo una de ellas. Y así como los planetas de nuestro sistema solar guardan cierto equilibro entre su distancia al Sol, su masa y su velocidad orbital, del mismo modo las estrellas de nuestra galaxia y todos los cuerpos celestes, nebulosas y materia en todas sus formas, también deberían cumplir ese mismo balance entre su distancia al centro de la Vía Láctea, su masa y la velocidad orbital. Pero a simple vista esto deja de respetarse a medida que nos alejamos del centro de la galaxia, a pesar de que todo sigue estando en equilibrio. La explicación más simple es que en realidad la ley sí se cumple, lo que sucede es que hay mucha masa “escondida” que por algún motivo no podemos ver, que sería la necesaria para que la ley se mantenga en pie. A esta masa invisible la llamamos materia oscura, por razones obvias. Creemos que está ahí pero ignoramos su naturaleza.

Hay otros fenómenos físicos que también delatan su existencia, además del mencionado, como por ejemplo las lentes gravitacionales, pero hay bastante debate al respecto. Incluso podría terminar siendo cierto que efectivamente nuestra querida ley de conservación no se aplica a gran escala, o bien hay fallos en otras leyes relacionadas, aunque es poco probable.

Por último está la energía oscura. Si antes estábamos desconcertados, ahora lo estamos aún más. El Universo está, como sabemos, en expansión desde el Big Bang. Pero las galaxias ejercen una fuerza de gravedad entre ellas mismas que tiende a acercarlas entre sí, y por lo tanto a frenar la expansión del Universo. Hasta hace poco no estábamos seguros de si esta fuerza era suficiente para frenar la expansión (y eventualmente volver a comprimirlo todo, como un Big Bang inverso), o si por el contrario no era suficiente, en cuyo caso lo único que lograría sería disminuir la velocidad de la expansión. Sin embargo, en la década de 1990 se descubrió que la fuerza de atracción entre las galaxias ni siquiera alcanza para esto último. El Universo se expande cada vez más rápido, lo cual nunca habríamos esperado, porque para esto hace falta algo que lo esté acelerando. Y si hay una aceleración, tiene que deberse a alguna fuerza por ahora misteriosa. A la energía que produce esta fuerza, absolutamente incomprendida, le llamamos energía oscura.

Ahí lo tenemos: tres fenómenos físicos completamente separados y distintos. ¡A no confundirlos más!

Comentarios (31) Trackbacks (3)
  1. Muy buen artículo, claro, conciso y explicativo. ¡Felicitaciones!

  2. Gracias por la explicacion, rapida, clara y muy explicativa.

  3. si masa y energía son lo mismo, materia oscura y energía oscura tienen que ser lo mismo, no?

    • Seguro que alguien que sepa más de Física puede responder mejor que yo, pero me parece que estás entendiendo mal el concepto de equivalencia entre masa y energía. No quiere decir que la masa y la energía sean lo mismo, sino que existe una ley que da una relación de equivalencia entre la masa y la energía. Por ejemplo, también se puede anunciar la siguiente ley de equivalencia:
      2*hombres = testículos
      Es algo que podés comprobar y que va a ser cierto en una población. Pero no significa que los hombres y los testículos sean lo mismo.

    • no solo xq compartan el OSCURA en su nombre quiere decir que se asemejen como la materia y energia….. se les llama asi porque “no se pueden ver” pero si sus consecuencias……. no tiene que ser lo mismo necesariamente, se está investigando eso

    • Por favor señores, recuerden la principal ley de Einstein que parece relacionar esto:

      E=mc2

      Es facil deducir que la energia no es sinonimo de masa, sino que hay que multiplicarla por el cuadrado de su velocidad para que asi sea. Es de las pocas formulas que se..y corrijanme si me equivoco..

  4. Una duda gramatical, en el: y “eventualmente” volver a comprimirlo todo, el adverbio que utilizas significa “Incierta o casualmente” http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=eventualmente
    Así que quedaría: “y casualmente volver a comprimirlo todo, com oun big bang inverso.
    Me suena fatal. No querrás decir “finalmente”?

  5. Muy bueno. Solo no me gusto que relacionaras la explicación del fenómeno las lentes gravitacionales, con la materia oscura. No lo creo necesario. El fenómeno de las lentes gravitacionales, es la misma desviación que se produce en un fotón electromagnético, al pasar cerca de un cuerpo con masa. Lo que ya había predicho Einstein en su RG y que hay algunos experimentos que dicen medirla. Solo que al ser un gran numero de fotones los que contornean el objeto, esos fotones electromagnéticos, coinciden en un foco y se parece a la concentración de luz que hace una lente convergente.
    Yo, en mi modelo, lo explico de forma parecida, pero partiendo de otro paradigma. Para mi modelo esto es interacción Luz-Luz débil. Es decir, solo ocurren cambios reversibles en las estructuras internas de las energíascampos, que en este caso son los fotones electromagnéticos. Dentro de la interacción Luz-Luz fuerte, los cambios que les ocurren a las energíascampos, si logran cambiarlas a energíascampos y viceversa. Pero si no me entiendes olvida este último párrafo. Solo es mi forma de ver las cosas.
    http://conexioncausal.wordpress.com/2011/12/13/el-boson-de-higgs/#comment-1061

  6. Lo de publicar,… son criterios que te implanta automáticamente la enseñanza universitaria; he explicado esas cosas por ahí, pero el frenetismo de publicar, eso es un secreto a voces en los pasillos. Y si no lo haces, no consigues el pan nuestro de cada día. Pero si no tienes esa necesidad “espiritual”, no hay necesidad de hacerlo. Todos conocemos a personas que publican frenéticamente y su estatus temporal,… Incluso en algunos casos, veo que eso como que los ayuda a ir desenredarse los misterios físicos en sus cerebros. Pero si revisas los clásicos libros de textos de físicas, veras que es algo ilógico, ni siquiera los más iluminados se logran colar ahí, con tantos artículos y fecundidad. Planck, solo con su cuanto, Einstein unas cinco veces, y así, así,… Entonces como es posible que mis contemporáneos tengan esos record, en números de publicaciones y nadie los conozca, y no trasciendan tanto.
    Te explico como eso en algunas ocasiones te llega a dar asco, llegas a vomitar. Coges una investigación y la divides en cuantos minúsculos artículos te sean posibles; entonces pones a tus supervisores en ellos y ellos votan a todo el que tiene menos publicaciones que tu,…
    Lo que yo hago no lo considero todavía con los meritos necesarios, además no me gusta eso de ir soltando cositas pelo a pelo, para que las revistas o no se quien me conozca. Ya sufrí mucho por cosas parecidas y no quiero volver a pesar en eso. Yo no trato de desarrollar ningún articulo, que cada vez que le encuentre una variante, publique. Mi ideas es trazar una nueva hoja de ruta, un nuevo derrotero; que nos sirva de alternativa ante los estira y encoge en que nos han sumido los modelos superabstractos. Es decir, cuando la desesperación de no entender la naturaleza física de las cosas, nos este decepcionando de las ciencias físicas y su veracidad: deseo que las personas recuerden que existe un posible camino, que es simple, que conserva los cinco paradigmas anteriores, que explica los experimentos de forma sencilla, que crea nuevos experimentos, que incorpora las cosas valiosas de los modelos súperabstractos y que no se inventa cosas oscuras o fantasmas para lograrlo.
    Yo disfruto mucho tomándome mi tiempo y creo que es necesario que la historia física siga sus caminos, para que podamos aprender de nuestros errores. Mientras yo no revele el experimento tipo de la interacción Luz-Luz débil y la topología interna de las energíasmasas; puedo seguir disfrutando de mis ideas y del empecinamiento oficial. Aunque parezca egoísta, no lo soy, porque ese tiempo que gano, sin presión, es el que me permite ir recogiendo, anotando, día tras día, todos los caminos erróneos que tomo, las veredas, las alternativas que desecho. ¿Conoces a alguien que haya hecho eso? ¿En que revista puedes publicar eso? Es como, yo mismo ir observando, registrando mi propio proceso cognitivo. Eso, ningún científico se tomo el trabajo de hacerlo. Te miento, si hay intentos, como los de: http://es.wikipedia.org/wiki/Gottfried_Lebnitz Pero eso, para mi también es importante. Bueno para mi eso también es novedoso,… Es difícil que me entiendas.
    Yo no digo que lo de las lentes este mal así, sino que yo me lo explico diferente y me resulta, me satisface. Es bueno, que haya diversidad de criterios; lo de mejores o peores es cuestión de que funcione en la practica y la relatividad por su complejidad y los laboratorios tan grandes que se necesitan, demoramos en conocer sus limites reales. Nada mas tienes que ver los que pasa en el laboratorio de 730 Km entre el CERN y el GranErrorSasso, para constatar, que los limites reales a los que es valida relatividad demoran……….

    • Nadie te pide que publiques para tener prestigio, sino para someter tus ideas a la revisión por pares (otros físicos y científicos que estén en el tema), en vez de intentar convencer a los demás en un blog de divulgación.

  7. Houston… tenemos un magufo.

  8. Tom, es interesante que no tengas la necesidad “espiritual” de publicar tus modelos y someterlos a la revisión por pares y a la crítica profesional. Supongo que será porque no te interesa saber qué piensan otros expertos en el tema. No tenés una necesidad “espiritual” de que te señalen tus errores, tus éxitos ni formas de mejorar y seguir desarrollando tu modelo. Supongo que tampoco te interesará que otros expertos de la comunidad científica estén al tanto de ese modelo y lo sometan un escrutinio riguroso.

    Por suerte la mayoría de los científicos no son así. Sí tienen la necesidad “espiritual” de publicar sus ideas, modelos, experimentos y resultados para que estén a disposición de la comunidad científica. Sí tienen la necesidad “espiritual” de oír lo que otros expertos piensan sobre sus teorías y agradeciendo las críticas constructivas y las oportunidades de refinarlas. Yo sé que yo sí tengo esa necesidad “espiritual”. Aunque soy un estudiante que recién comienza, no pierdo oportunidad de hablar con mis profesores y compañeros para consultarles sobre lo que investigué o leí. El conocimiento (al igual que el amor) es una de las pocas cosas que cuando se comparte, se multiplica en vez de dividirse.

    En fin. Te deseo suerte con tu modelo.

    Esto es una firma
  9. Buen trabajo Jorge!

  10. El 4,6% de la materia del Universo está compuesta de átomos, el 23% de materia oscura muy fría y el 72% restante es energía oscura (aquello que no es materia y no se puede ver), que es la causante de que el Universo acelere y no desacelere.

    El Universo está formado por radiación (partículas que viajan a la velocidad de la luz como los neutrinos), materia bariónica (electrones, protones, neutrones, átomos) y materia oscura (toda la demás materia no bariónica, llamada materia exótica).

    Einstein pensaba que el Universo era estático, por eso en su ecuación incluyó la constante cosmológica (conocido como el “error de Einstein”), ya que Edwin Hubble demostró que las galaxias se alejaban unas de otras, y gracias a la energía oscura, seguirán alejándose.

  11. Es muy satisfactorio cuando personas calificadas explican temas tan interesantes pero dificiles del entender. Lo felicito. Permitame hacerle una pregunta. Hacia donde se expande el universo. Si no hay espacio ni tiempo no se puede expandir. Tal vez se está creando. Cuando se representa el Big Bang lo hacen como un pequeño punto rodeado de un espacio oscuro el cual no existe. Según la realidad humana percibida por nuestros cinco sentidos, no podemos imaginarnos algo que no es espacio tiempo. Me gustaría conoce si tiene información de esta inquietud

    • SIEMPRE PENSE ?Y SI NO EXISTE TAL ESPACIO,SI SOLO EXISTE LA MATERIA TRANSFORMANDOSE Y NO CONOCEMOS ALGUNO DE SUS ESTADOS,NO ES UN PROBLEMA EL ESPACIO,NO PODRIA SUCEDER QUE EXISTA SOLO EL TIEMPO Y LA MATERIA EVOLUCIONANDO EN EL,

  12. hola no olvidemos que estamos hablando de materia,que intento decir todo en el universo se rasga,o sea si la materia ordinaria se rasga,que quiero decir,que el tiempo y espacio se estiran pero la materia ordinaria no,entonces eureka,eureka eureka,debemos aprender a observar realmente que es lo que miramos,no apresurarnos,saben udes que pasaria si nuestro craneo fuese uniforme en cuanto tiempo estallaria,antes que me pregunten expongo mi teoria el mes que viene

  13. Me parecen interesantes las descripciones sobre antimateria, materia obscura y energía del mismo color, sin embargo, tengo muchas dudas sobre la interpretación en general de lo que es la energía ya que desde que existan tantos conceptos, no claros, los que no somos científicos nos sentimos desconcertados. Creo que el que logre describir el ente de la energía podrá aclarar nuestras dudas

  14. Muy interesante y claro su explicación, ya que la energía oscura hace que el universo se expanda ,llegara un final de separación absoluta? Y el universo terminara congelado despedazandose , en esta expansión no habrá otra energía oscura o anti energía oscura que frenase el proceso?
    Saludos
    Jorge rios

  15. Muchas gracias por lo explicativo que has hecho el artículo. ¡Un saludo!

  16. muy bueno!!!

  17. copia fiel del documental, bahh

  18. Casi siempre hay mucha diferencia entre lo que de verdad se demuestra y lo que se interpreta, y a mi juicio se han lanzado las campanas al vuelo demasiado pronto con la materia y energía oscuras. Se ha demostrado que las galaxias giran demasiado rápido para la materia que se observa, y que hay efectos de lente gravitatoria donde aparentemente no hay materia, pero seguimos teniendo la libertad para creer o no creer en la materia oscura. Se ha demostrado que a mayor distancia más aumenta la longitud de onda de la luz, pero tenemos la libertad de pensar que las grandes distancias en el Universo afectan al comportamiento de la luz, y entonces las galaxias no tienen por qué alejarse aceleradamente.

    No puedo expresar en tan poco espacio todas las reflexiones que se me ocurren, pues he escrito un documento con más de 150 páginas, así que intento darlo a conocer a través del siguiente blog:

    http://origenmateria.blogspot.com.es/

    Por cierto, comparto lo que habéis indicado en algunos comentarios sobre la dificultad para expresar nuevas ideas y teorías, hacen falta padrinos para dar valor al trabajo personal, pero si el trabajo se relaciona con la ciencia es como si el terreno ya estuviera vedado, porque existe una línea oficial dominante que no permite ni respirar a los que discrepan. Saludos.

  19. La energía oscura (así como la materia oscura) es un concepto muy poco claro de “algo” que genera una fuerza repulsiva que acelera la expansión del universo. Lo que sí debe quedar muy claro, es que la energía oscura no es una realidad, sino una HIPÓTESIS imaginada para explicar efectos aun no explicados.
    Los que dicen cosas tales como “el descubrimiento de la energía oscura”, o están mal informados, o tienen mala fé, ya que la energía oscura se postuló como hipótesis recientemente, pero JAMÁS SE DESCUBRIÓ. No existe prueba experimental o evidencia alguna acerca de la energía oscura, que por otro lado, sería necesariamente mayoritaria en el universo. Cuidado con esto, porque si nos acostumbramos a dar por existente lo que solo se ha formulado como una posibilidad aun no verificada, terminaremos creyendo en los platos voladores.
    No debemos olvidar que en la ciencia siempre se han formulado hipótesis, y que no siempre las mismas han resultado ser correctas, como por ejemplo el éter, la generación espontánea de vida, el calórico, etc., etc. Habrá que esperar y no olvidar que, al presente, el big bang también es una hipótesis.

  20. El universo está regido por una energía oscura, la cual es abstracta e imperceptible al ojo humano, tenemos que desarrollar nuestros sentidos para poder percibirla. Saber de qué está compuesto el universo, de lo contrario estamos condenados al finito oscuro.
    Probablemente Dios nos creó como herramientas de luz y desarrollo constante, probablemente Dios se decepcionó de nosotros y la plaga que emanamos, probablemente por esa misma razón existe vida en otros planetas, probablemente por algo existimos y tenemos un don para no extinguirnos, pero las probabilidades no son exactas. La exactitud es lo que desprestigia a la precisión.


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