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Lupa de la naturaleza – Australian Geographic

Por Fred Watson, astrónomo itinerante australiano

12 de enero de 2023

Los investigadores están estudiando lentes gravitacionales para descubrir qué es la materia oscura.

Aquí hay un experimento de física genial que puedes hacer en casa. Coloca un vaso vacío al lado del bol para que puedas mirar a través de su base. Cuando observa una fuente de luz compacta, como una lámpara o un globo terráqueo sin pantalla, la encontrará estirada en un arco centrado en el pie de una copa de vino. La base actúa como una lente, aunque inusual con una protuberancia elevada en el medio.

Lo que tienes en la mano es una contraparte de vidrio de la distorsión del espacio alrededor de un objeto masivo debido a su propia gravedad: una predicción de la teoría general de la relatividad de Einstein. Este fenómeno inusual se ha observado en el espacio profundo desde la década de 1970, y es posible que no te sorprenda saber que se conoce como «lente gravitacional».

En particular, la alineación fortuita de un enorme cúmulo de galaxias con galaxias distantes más allá de ellas es extremadamente útil para los astrónomos. El efecto de lente del grupo de primer plano actúa como una lupa natural, revelando galaxias distantes que de otro modo serían invisibles. Además, la distorsión del espacio alrededor del cúmulo en primer plano depende no solo de la materia visible del cúmulo, que consiste principalmente en estrellas y nebulosas, sino también de la misteriosa materia oscura que sabemos que está allí pero que no se puede ver. El efecto de lente en las galaxias de fondo revela su distribución irregular en el grupo de primer plano.

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Ilustración 3D (con elementos proporcionados por la NASA) de un agujero negro con efecto de lente gravitacional frente a estrellas brillantes. Crédito de la imagen: Shutterstock

El problema con las alineaciones de conchas es que son relativamente raras y solo se han observado unas 100. Pero un descubrimiento reciente realizado por astrónomos australianos, en colaboración con científicos del Reino Unido, EE. UU. y Chile, eventualmente proporcionará a los investigadores una muestra mucho más grande de lentes gravitacionales. Esto les permitirá explorar la evolución de las galaxias a lo largo de la historia del universo y rastrear el papel de la materia oscura.

El secreto de su éxito es un catálogo de 5.000 candidatos a lentes gravitacionales seleccionados a partir de estudios de cielo profundo utilizando un algoritmo de aprendizaje automático desarrollado en la Universidad Tecnológica de Swinburne en Melbourne. 77 de estos candidatos han sido investigados más a fondo con grandes telescopios en Hawái y Chile (en la foto de arriba), lo que confirma que el 88 por ciento de ellos son lentes gravitacionales. Este es un gran paso para revelar la presencia de materia oscura en todo el universo, y puede darnos una idea de lo que está hecha esta materia exótica.