Nueva técnica en cosmología mejoraría la comprensión de los neutrinos y la materia oscura

Los telescopios más potentes que existen actualmente recogen una gran cantidad de datos de los lugares más distantes del universo, a pesar de que mucha de ésta información es simplemente descartada porque representa pequeñas longitudes que son difíciles de analizar.

En un esfuerzo para aprovechar más datos, que se obtienen de las observaciones, un equipo de científicos ha desarrollado una nueva técnica que permite desperdiciar menos información al “recortar” algunos de los “picos” de más alta densidad: hecho que sigue representando un gran reto para los modelos actuales.

Ésta información mal gastada -que ahora se aprovechará- podría resolver muchos problemas no resueltos en física, incluyendo la estimación de la masa del neutrino y daría luz sobre las teorías que actualmente se hacen sobre gravedad modificada.

Los científicos, Fergus Simpson, Alan Heavens y Catherine Heymans de la Universidad de Edimburgo, y Berian James del Centro de Cosmología de la Universidad de Copenhague y de la Universidad de Californa en Berkeley, han publicado este estudio en un número reciente de la revista Physical Review Letters.

En este gráfico se aprecian los componentes del Universo. Aún no se sabe con certeza si estos valores son completamente ciertos /Fuente: http://www.eltamiz.com

Por su parte, “Los patrones formados por las galaxias en nuestro Universo hacen referencia a una red cósmica, que tiene a su vez un parecido muy grande con las intrincadas estructuras que se pueden ver en las telas que forman las arañas”, ha dicho Fergus Simpson, quien también ha sido más puntual al mencionar que “dentro de la naturaleza detallada de este patrón, están codificados varias piezas de información en lo que respecta a la composición del Universo, específicamente en el universo temprano y las leyes que rígen la gravedad. De cualquier manera, cuando nosotros intentamos estudiar el detalle fino en pequeñas escalas (alrededor de 100 millones de años luz o menos), parece que es muy impredecible debido que el universo es particularmente grumoso en estas dimensiones... y entonces la física se convierte en algo muy complejo y no lineal. En otras palabras: nosotros no sabemos por ahora cómo descifrar esa información, y es particularmente frustrante saber que la información que es útil está sepultada dentro de esas pequeñas escalas”.

En un intento por decodificar los datos que se encuentran en esas pequeñas escalas, los investigadores han desarrollado la técnica de densidad de recorte, la cual permite que la información sea accesible para ser modelada y analizada de forma más profunda.

“Mediante la aplicación de una simple corrección a las regiones más densas a través de un parche simulado del Universo -sólo un 0,1 % del volúmen- hemos encontrado que ésto remueve o quita la mayor parte de este comportamiento impredecible”, ha dicho Simpson. “Nosotros hemos demostrado ahora que una gran cantidad de información de éstas pequeñas escalas pueden ser obtenidas satisfactoriamente”.

Simpson  ha explicado también que éstos datos que hacen falta, podrían ser muy útiles para estudiar un gran abanico de áreas, como el hecho de calcular mejor la masa estimada del neutrino: “Son en éstas pequeñas escalas cosmológicas donde pensamos que los neutrinos han tenido influencia en la edad temprana del universo, en un tiempo en donde estas partículas viajaban muy cerca de la velocidad de la luz”, ha dicho.

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Rastro dejado por un conjunto de neutrinos al pasar por un acelerador de partículas.

“La medida de su influencia depende sobre cuánto tiempo se movieron a tan altas velocidades, lo que está determinado por su masa. Entonces es posible que nuestra técnica permita que la masa del neutrino pueda ser determinada por la distribución de las galaxias”.

“Los neutrinos pueden decirnos algo sobre la física fundamental y sobre la cosmología. En el Modelo Estándard de la Física de Partículas, los neutrinos no tienen masa, entonces la probable masa del neutrino podría decirnos algo sobre las extensiones del Modelo Estándard. En principio, las mediciones en cosmología pueden ser significativamente más precisas que los experimentos en laboratorios”.

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En ésta imagen realizada por ordenador, cada punto en color verde representa una galaxia, de las más de 900,000 que hay aquí. /Fuente: http://www.sdss3.org/

Adicionalmente, los datos obtenidos de éstas pequeñas escalas, o de éstas pequeñas dimensiones, podrían servir a los estudiosos para comprender mejor la relación entre galaxias y materia oscura, lo que llevaría al desarrollo de nuevos métodos para investigar teorías sobre la gravedad modificada a través de observaciones.

“El descubrimiento de que la expansión del Universo se está acelerando, ha llevado a muchos cosmólogos a preguntarse si ésto es un indicativo de que las leyes de la gravedad necesitan ser modificadas”, ha dicho Simpson, quien también a comentado que “si hay alguna nueva física de la gravedad, se espera que cambie el valor en el cual los cúmulos de materia oscura permanecen juntos. Una mayor dificultad para medir el comportamiento de la materia oscura es que desconocemos cómo la distribución de las galaxias (que es lo que podemos medir diréctamente) se relaciona con la distribución de dicha materia. En nuestro estudio demostramos que nuestra técnica permite determinar con mayor precisión la relación entre las galaxias y la materia oscura (tendencia de las galaxias), y una vez que ésta tendencia de las galaxias es conocida, nosotros podemos determinar mejor la rapidez con la que la materia oscura se agrupa y comprobar si ésto encaja con la las leyes de la gravedad formuladas por Einstein.

Traducción de Julio García.

Fuente: www.physorg.com

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