Transcripción de Comic
Pánel 1.
Alkina: Dra. Rubin, ¿usted estudió las galaxias como Fritz Zwicky?
Vera: No, yo estudié galaxias individuales no cúmulos de galaxias.
Pánel 2.
Vera: Con la ayuda del spectrómetro de Kent Ford medí las velocidades orbitales de las estrellas dentro de ciertas galaxias. Todos esperábamos encontrar que las estrellas se moverían más lentamente conforme uno se aleja del centro de la galaxia.
Epo: Ya que los objetos que se encuentran más alejados del centro de masa deberían tener velocidades orbitales más bajas.
Vera: Así es, como lo describen la 3era ley de Kepler y la Ley de gravitación universal de Newton. Pero no encontramos eso.
Pánel 3.
Vera: Lo que observamos es que las estrellas en las afueras estaban viajando tan rápido como las estrellas centrales.
Alkina: Si viajaban así de rápido, ¿no saldrían expulsadas de la galaxia?
Pánel 4.
Vera: Sí, a tales velocidades deberían haberse escapado de la atracción gravitacional de la galaxia. Pero eso no pasa. Lo que significa que hay más masa dentro de la galaxia, y alrededor de las galaxias, que mantiene a las estrellas adentro. Pero como no la podemos ver… es materia oscura.
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¿Qué significa eso?
Tercera ley de Kepler sobre el movimiento de los planetas – Dice que el cuadrado del periodo orbital (P) es proporcional al cubo del semieje mayor (a) de la órbita. Matemáticamente, esta relación es P2 ∝ a3. Kepler descubrió esta ley estudiando el movimiento de los planetas alrededor del Sol, pero es una ley fundamental que puede ser derivada de la Ley de gravitación universal de Newton.
Ley de gravitación universal de Newton – Dice que dos objetos de masas m1 y m2 cuyos centros están a una distancia (r) se atraen el uno al otro con una fuerza igual a (G*m1*m2)/r2. La constante de gravitación universal (G) es igual a
6.672×10-11Nm2/kg2 en unidades SI.
¡En nuestra lengua por favor!
Vera Rubin estudió las velocidades orbitales de las estrellas dentro de galaxias. Las leyes de Kepler y de Newton predicen que una estrella en la orilla de la galaxias se moverá más lentamente alrededor del centro de masa de la galaxia que estrellas más cercanas. Pero aún tomando en cuenta toda la masa visible en una galaxia, Dra. Rubin encontró en repeditas ocasiones que las estrellas distantes orbitaban a velocidades comparables a aquellas cerca del centro de la galaxia.
Todas las galaxias observadas por Dra. Rubin se comportan de la misma manera, y estas observaciones han sido confirmadas por muchos astrónomos desde su descubrimiento inicial. La implicación de estos hallazgos es que no solo hay más masa además de la que se puede ver, pero que la masa invisible se encuentra lejos la porción visible de la galaxia.
Utilizando tanto la tercera ley de Kepler como la ley de gravitación de Newton, el movimiento de la galaxia sería descrito por la línea A en la gŕafica mostrada abajo, donde las estrellas más distantes tienen velocidades más bajas. Pero este no es el movimiento observado. En realidad, la velocidad se mantiene constante tan lejos como podemos ver estrellas. La línea B describe lo que vemos, donde las estrellas cercanas tienen casi la misma velocidad que las estrellas lejanas al centro de masa de la galaxia.
