Cómo se mantienen juntas las comunidades
Las comunidades se mantienen unidas por muchas cosas diferentes. Los impuestos ayudan a financiar proyectos, el trabajo voluntario ayuda a los necesitados, la policía garantiza la seguridad, etc. La mayor parte de lo que sucede en una comunidad es visible al menos para alguien. Hay muy poco trabajo realmente invisible relacionado con la gestión de una comunidad.
Las comunidades galácticas, es decir, los cúmulos de galaxias, son un poco diferentes. Se mantienen unidos gracias en gran parte a algo invisible. Se llama materia oscura por una razón y la forma en que sabemos que está allí, gracias en parte a las lentes gravitacionales, será el tema de esta discusión.
Gravedad, materia oscura y racimos
Un cúmulo de galaxias debe mantenerse unido por gravedad. Es decir, tiene que haber una gran cantidad de materia en un cúmulo para evitar que las galaxias floten alejándose unas de otras. El problema es que la materia visualmente luminosa en un cúmulo, que incluye las estrellas de cada galaxia, es demasiado pequeña para unir las galaxias gravitacionalmente. Por lo tanto, tiene que haber mucha materia no luminosa, llamada materia oscura , que es responsable de garantizar que las galaxias permanezcan en órbita alrededor del centro de su cúmulo.
Por ejemplo, los astrónomos han analizado que para un cúmulo de galaxias rico estándar , un cúmulo que contiene más de mil galaxias, la masa total necesaria para unir el cúmulo es aproximadamente 10 veces mayor que la materia visualmente luminosa que contiene. Pero si esta materia oscura es invisible para nosotros directamente, ¿cómo sabemos que está ahí? En realidad, hay más de una forma de inferir la existencia y ubicación de la materia oscura, pero nos centraremos en las lentes gravitacionales para esta lección.
Lente gravitacional
La lente gravitacional es un proceso en el que una poderosa fuente de gravedad (un campo gravitacional) que proviene de un objeto masivo distorsiona la luz de un objeto distante de tal manera que produce múltiples imágenes del objeto distante o hace que el objeto distante parezca más brillante que él. en realidad es. La fuente de gravedad que realmente hace esto se conoce como lente gravitacional.
¿Cuáles son las Propiedades de la Materia?
Veamos un ejemplo para ayudarnos a entender esto. Algo como nuestro sol puede doblar o desviar los rayos de luz en unos pocos segundos de arco. Lógicamente, un objeto celeste más masivo, como una galaxia, obviamente puede desviar la luz aún más. La cantidad de deflexión de la luz se puede usar para determinar la masa de una galaxia.
Tomemos, por ejemplo, un par de imanes. Supongamos que no puede ver los imanes porque están ocultos a su vista. Sin embargo, se le permite pasar una hoja delgada de metal flexible por cada uno. Si esa pieza de metal se dobla o se desvía más hacia un imán que hacia otro, entonces podría asumir razonablemente que el imán más grande es el responsable de la desviación más grande. En el espacio, es ligero, no metálico, que se desvía.
Digamos que nuestro planeta, una galaxia masiva y una fuente de luz de fondo, como una galaxia distante, están en alineación casi perfecta entre sí según la imagen en la pantalla:
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En tal escenario, el espacio alrededor de la galaxia masiva se deformaría debido a su campo gravitacional y, por lo tanto, la luz proveniente de la galaxia distante tendría que doblarse alrededor de la galaxia masiva para alcanzarnos. Esto significa que la luz proveniente de la galaxia distante viajará en dos caminos y por lo tanto veremos dos imágenes de la galaxia distante.
Los astrónomos pueden medir la distorsión de las imágenes de las galaxias de fondo. Tales mediciones han ayudado a revelar que la materia oscura, que constituye el 90% de la masa de un cúmulo, está organizada de manera similar a las propias galaxias visibles. Es decir, la materia oscura se encuentra dentro e inmediatamente alrededor de las galaxias, a diferencia de los espacios entre las galaxias.
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Resumen de la lección
La materia no luminosa, llamada materia oscura , no se puede ver directamente pero se puede medir indirectamente.
La materia oscura constituye el 90% de la masa de un cúmulo de galaxias. Los astrónomos han descubierto que para un cúmulo de galaxias rico , un cúmulo que contiene más de mil galaxias, la masa total necesaria para unir el cúmulo es aproximadamente 10 veces mayor que la materia visualmente luminosa que contiene.
Debido a que un objeto celeste más masivo puede desviar la luz más que uno menos masivo, estas desviaciones de la luz pueden usarse para determinar la masa de una galaxia.
Por lo tanto, la presencia de materia oscura se puede inferir gracias a las lentes gravitacionales. La lente gravitacional es un proceso en el que una poderosa fuente de gravedad (un campo gravitacional) que proviene de un objeto masivo distorsiona la luz de un objeto distante de tal manera que produce múltiples imágenes del objeto distante o hace que el objeto distante parezca más brillante que él. en realidad es. La fuente de gravedad que realmente hace esto se conoce como lente gravitacional.
Los resultados del aprendizaje
Después de esta lección, podrá:
¿Qué es la Materia oscura y energía oscura?
- Definir materia oscura y cúmulos de galaxias ricos
- Identificar la cantidad de materia oscura en la masa de un cúmulo de galaxias.
- Explica lo que nos enseñan las lentes gravitacionales sobre la materia oscura.
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