Edición especial: Masa faltante

Transcripción de Comic

Pánel 1.
Zwicky: La masa faltante, la materia oscura, es la única explicación razonable de porqué los cúmulos de galaxias no se deshacen.
Klassen: ¿Pero la gravedad no mantiene a las galaxias unidas?

Pánel 2.
Zwicky: ¡Sí, claro! Pero todas las galaxias se están moviendo… ¡rápidamente¡ ¡La masa que podemos ver dentro de las galaxias no es suficiente para mantenerlas unidas!

Pánel 3.
Zwicky: ¡Están viajando tan rápido que deberían haberse escapado del cúmulo! Pero no vemos que esto suceda. Pueden observar cualquier cúmulode galaxias.

Pánel 4.
Zwicky: Yo estudié el Cúmulo de Coma. Las galaxias no están saliendo expulsadas, sino están unidas por la gravedad de algo que llamé la ‘masa faltante’.
Epo: En la actualidad se llama materia oscura.

Pánel 5.
Zwicky: ¿Y quién es esta esférica…?
Maestra: Es Epo.

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¿Qué significa eso?

Cúmulo de galaxias – Es un conjunto de miles de galaxias contiguas que están gravitatoriamente unidas en un gran grupo. Los cúmulos contienen al menos tanta masa en gas caliente que emite rayos X que en galaxias. Sin embargo, están dominadas por la materia oscura, la cual compone del 80% al 90% de su masa total.

Cúmulo de Coma – Es el cúmulo de galaxias en la constelación de Coma Berenices. El cúmulo contiene más de 1,000 galaxias y está a 320 millones de años luz de la Tierra.

¡En nuestra lengua por favor!

Cuando Fritz Zwicky estudió el Cúmulo de Coma en 1933, se dio cuenta que la medida de la masa de las galaxias en el cúmulo, que estaba basada en la materia visible, combinada con las velocidades orbitales altas de las galaxias dentro del cúmulo no correspondía a la materia necesaria para mantener al cúmulo unido. No parecía haber suficiente masa total en el cúmulo de galaxias para tener la suficiente gravedad para mantener unidas a todas las galaxias que se movían rápidamente.

Una forma de entender este concepto es pensando en un yoyo en un hilo. Si columpias un yoyo muy rápido, pueden sentir que el hilo se tensa. Entre más rápido muevas el yoyo, más tensión habrá en el hilo. Eventualmente, si columpias el yoyo lo suficientemente rápido, el hilo se romperá. El hilo no será lo suficientemente fuerte para sostener al yoyo que se mueve tan rápidamente. En el Cúmulo de Coma, la gravedad toma el rol del hilo, y cada una de las galaxias es como el yoyo.

Fritz Zwicky se dió cuenta que la masa que podía medir no era la suficiente para proporcionar la gravedad requerida para mantener el cúmulo de galaxias unido. El Cúmulo de Coma debería haberse destruido como si los hilos de muchos yoyos se hubieran roto. Sin embargo, no se había separado. Las galaxias continuaban orbitando alrededor unas de otras. Calculó que para poder mantener el Cúmulo de Coma unido, la masa tendría que ser 100 veces más que la masa visible que había medido.

Zwicky llamó esta a fuente de gravedad extra la ‘masa faltante’. Ya que su resultado parecía muy extraño, nadie creyó que el descubrimiento de Zwicky fuera cierto. Aún hoy en día cuando tenemos evidencia contundente de la existencia de la masa faltante, llamada comúnmente ‘materia oscura’, no es difícil entender porque los científicos de los años treinta se mostraron escépticos a la propuesta de Zwicky. Desafortunadamente, fueron demasiado escépticos, y tomó décadas para que alguien tomara la idea de la materia oscura con seriedad.