Big Bang

El problema del litio

Posted on

Solucionando el problema del litio en la teoría del Big Bang

por Amelia Ortiz · 6 Marzo, 2017
6/3/2017 de AAS NOVA / The Astrophysical Journal

Ilustración de artista de la evolución del Universo, con el tiempo que fluye hacia la derecha en la dirección de la flecha. La teoría del Big Bang es el modelo del Universo más ampliamente aceptado, aunque todavía tienen algunos problemas. Crédito: NASA.

Según la teoría del Big Bang el Universo se expandió rápidamente desde un estado de densidad y temperatura muy altas dominado por radiación. Esta teoría ha sido corroborada una y otra vez: el descubrimiento de la radiación del fondo cósmico de microondas y las observaciones de las estructuras a gran escala del Universo apoyan muy bien la teoría del Big Bang, por ejemplo. Pero aún persiste un punto conflictivo molesto: la abundancia del litio.

Según la teoría de la nucleosíntesis en el Big Bang, la nucleosíntesis primordial tuvo lugar durante la primera media hora de existencia del Universo. Esto produjo la mayor parte del helio del Universo, y cantidades pequeñas de otros núcleos más ligeros, incluyendo el deuterio y el litio. Pero aunque las predicciones encajan con las abundancias de deuterio y litio observadas, la teoría de la nucleosíntesis predice que la abundancia de litio tendría que ser tres veces mayor. Esta inconsistencia es conocida como el “problema del litio cosmológico” y los intentos de solucionarla con astrofísica convencional y física nuclear de las últimas décadas no han tenido éxito.

Ahora un equipo de investigadores dirigido por  Suqing Hou (Academia China de Ciencias) propone una solución elegante para este problema. Han cuestionado una hipótesis clave de la teoría de nucleosíntesis del Big Bang: que los núcleos involucrados en los procesos se hallan en equilibrio y sus velocidades, que determinan la velocidad de las reacciones termonucleares, siguen la distribución clásica de Maxwell-Boltzmann.

Hou y sus colaboradores proponen que los núcleos de litio no obedecen a la distribución clásica en el plasma caliente, complejo y en rápida expansión del Big Bang, sino que siguen una versión ligeramente modificada. Utilizando las distribuciones de velocidad modificadas, estos investigadores predicen con éxito las abundancias primordiales observadas de deuterio, helio y litio simultáneamente. Si esta solución es correcta, el Big Bang se halla un paso más cerca de describir por completo la formación de nuestro Universo.

[Noticia completa]

Espiando las fronteras del Big Bang

Posted on

El Hubble espía las fronteras del Big Bang
23/10/2015 de ESA / Astrophysical Journal

This image from the NASA/ESA Hubble Space Telescope shows the galaxy cluster MACS J0416.1–2403. This is one of six being studied by the Hubble Frontier Fields programme, which together have produced the deepest images of gravitational lensing ever made.  Due to the huge mass of the cluster it is bending the light of background objects, acting as a magnifying lens. Astronomers used this and two other clusters to find galaxies which existed only 600 to 900 million years after the Big Bang.  Credit: NASA, ESA and the HST Frontier Fields team (STScI)

Esta imagen del telescopio espacial Hubble de NASA/ESA muestra el cúmulo de galaxias MACS J0416.1–2403. Se trata de uno de los seis que están siendo estudiados por el programa Hubble Frontier Fields y que de forma conjunta han producido las imágenes más profundas de lentes gravitatorias hasta ahora. Debido a la enorme masa del cúmulo, MACS J0416.1–2403 está desviando la luz de objetos del fondo comportándose como una lupa. Los astrónomos han usado éste y otros dos cúmulos para encontrar galaxias que existieron  entre 600 y 900 millones de años después del Big Bang. Crédito: NASA, ESA  y el HST Frontier Fields team (STScI).

Observaciones del telescopio Hubble de NASA/ESA han aprovechado una lente gravitatoria para revelar la mayor muestra de galaxias débiles y primordiales que se conocen en el Universo. Algunas de estas galaxias se formaron tan solo 600 millones de años después del Big Bang y son más débiles que cualquier otra galaxia descubierta por el Hubble hasta ahora. El equipo de investigadores ha determinado por primera vez con cierta confianza que estas pequeñas galaxias fueron vitales para crear el Universo que vemos hoy en día.

El equipo internacional de astrónomos, dirigido por Hakim Atek de la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suiza, ha descubierto 250 galaxias diminutas que ya existían entre 600 y 900 millones de años después del Big Bang, tratándose de una de las mayores muestras de galaxias enanas descubiertas en esta época. La luz de estas galaxias ha tardado más de 12 mil millones de años en llegar al telescopio, permitiendo a los astrónomos mirar atrás en el tiempo, cuando el Universo era todavía muy joven.

Observando la luz procedente de estas galaxias los astrónomos han descubierto que la luz conjunta emitida por estas galaxias podría haber jugado un papel principal en uno de los periodos más misteriosos de la historia temprana del Universo, la época de la reionización. La reionización empezó cuando la densa niebla de hidrógeno que cubría el Universo temprano empezó a disiparse. La luz ultravioleta fue capaz entonces de viajar largas distancias sin ser bloqueada y el Universo se hizo transparente a la luz ultravioleta.

Observando la luz ultravioleta de las galaxias de este estudio los investigadores pudieron calcular si éstas son realmente algunas de las galaxias involucradas en el proceso. Los científicos han determinado por primera vez con cierta confianza que las galaxias más pequeñas y más abundantes del estudio podrían ser los actores principales en mantener el Universo transparente. Y al hacer esto han establecido que la época de la reionización, que acaba cuando el Universo es completamente transparente, acabó unos 700 millones de años después del Big Bang (esto corresponde a un redshift de 7.5).

[Noticia completa]

Actualizado ( Viernes, 23 de Octubre de 2015 11:16 )  http://observatori.uv.es/index.php?option=com_content&view=article&id=6857%3Ael-hubble-espia-las-fronteras-del-big-bang&catid=52%3Anoticosmos&Itemid=74&lang=es