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Científicos miden la cantidad total de materia en el universo por primera vez

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Cosmólogos de la Universidad de California en Riverside utilizaron una serie de herramientas y una nueva técnica para calcular cuánta materia hay en el universo.

Para calcularla, los científicos primero contaron la materia en una sola galaxia observando cómo orbita las galaxias vecinas, y luego escalaron la cantidad para todo el universo. 

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El equipo descubrió que la materia constituye el 31% del universo, el resto es energía oscura, una "forma desconocida de energía" que los científicos aún no entienden.

Según los autores del estudio, de ese 31%, el 80% lo constituye la materia oscura, una sustancia que solo se detecta a través de sus interacciones gravitacionales con otra materia. La cantidad de materia conocida —el gas, el polvo, las estrellas, las galaxias y los planetas— constituye solo el 20%.

Determinar exactamente cuánta materia hay en el universo no es una tarea fácil, explicaron los cosmólogos, al indicar que depende tanto de las observaciones como de las simulaciones.

"Hemos tenido éxito en hacer una de las medidas más precisas jamás hechas usando la técnica de cúmulos de galaxias", afirmó la coautora Gillian Wilson.

Este fue el primer uso de la técnica de la órbita de las galaxias, que implica determinar la cantidad de materia en una sola galaxia mirando cómo orbita otras galaxias. 

Como parte de su medición, el equipo comparó sus resultados con otras predicciones y simulaciones para obtener una cifra que "parecía perfecta".

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"Un mayor porcentaje de materia daría como resultado más cúmulos", explicó el autor principal, Mohamed Abdullah.

"Pero es difícil medir la masa de cualquier cúmulo de galaxias con precisión porque la mayor parte de la materia es oscura y no podemos verla con telescopios", agregó.

La materia oscura es una sustancia relativamente desconocida que se cree que es el pegamento gravitacional que mantiene las galaxias juntas. Los cálculos muestran que muchas galaxias se separarían en lugar de rotar si no se mantuvieran unidas por una gran cantidad de materia oscura. Nunca ha sido observada directamente y solo puede ser vista a través de su interacción gravitacional con otras formas de materia. 

Para superar esta dificultad, los astrónomos desarrollaron GalWeight, una herramienta cosmológica para medir la masa de un cúmulo de galaxias usando las órbitas de sus galaxias miembros.

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Con ayuda de esta herramienta, los investigadores crearon un catálogo de cúmulos de galaxias. Finalmente, compararon el número de cúmulos en su nuevo catálogo con simulaciones para determinar la cantidad total de materia en el universo. 

"Una gran ventaja de usar nuestra técnica de órbita de galaxias GalWeight fue que nuestro equipo pudo determinar una masa para cada cúmulo individualmente en lugar de depender de métodos estadísticos más indirectos", reveló el tercer coautor, Anatoli Klipin.

Los hallazgos se han publicado en el Astrophysical Journal. 

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