Areas de Ciencias

Bienvenidos a MasLibertad

Torrejón de Ardoz

Areas de Ciencias

Ciencia y Futuro

Ciudades en el Espacio

Teoría de La Gran Onda y el Omniverso

La Ciencia del Big Bang y la Gran Onda

Dimensiones, Branas y Fuerzas

Preguntas y Respuestas sobre el Omniverso

Calculadoras de la Gran Onda

Agujeros Negros en la Gran Onda

El Tamaño Aparente de las Galaxias

El Brillo de las Supernovas Ia

El Corrimiento al Rojo de la Luz de las Galaxias

Teoría del Universo Onda

El Horizonte Visible del Universo

Dentro de la Espiral

Contradicciones de la Teoría del Big Bang

La Teoría de la Inflación Cósmica

Lansi: Idioma Universal

Vida Natural

Utilidades y Herramientas

Documentales y Libros

Áreas de Religión

Economía y Política

La Última Página

Datos de Usuario

AnónimoEntrar
IP54.234.228.185

Datos de Pagina

Calculadora y Explicación de por qué se elaboró la teoría de la Energía Oscura

Creada06-01-2018
Modificada06-01-2018
Total Visitas75
Noviembre4

El Brillo de las Supernovas 1a

Magnitud de Supernovas Ia
Según la Teoría de la Gran Onda

Introduzca el valor de z:

Su navegador no soporta canvas :(

La luz fue emitida XX Ma (Mega·años) después del Big Bang desde XX Mal (Mega·Años·Luz) de Distancia Inicial

La Luz ha viajado durante XX Ma y actualmente está a XX Mal de distancia

Aplicando la Ley de la Inversa del Cuadrado en un Universo Plano su Brillo sería tInvBrilloPlano veces menor que a 1 Mal de distancia

Su Magnitud Aparente sería tMagPlano

Según la Teoría de la Gran Onda, el Radio Efectivo de la Luz es de tReL Mal

Su Brillo es tInvBrillo veces menor que a 1 Mal de Distancia

Su Magnitud Aparente es tMagAp

Esta herramienta utiliza el Corrimiento al Rojo para calcular la distancia a la que está una estrella o galaxia. A partir de ahí calcula cuál sería la magnitud del brillo de una Supernova 1a que estallara a esa distancia.

El cálculo se realiza en dos supuestos: suponiendo que el Universo es plano y la Ley de la Inversa del Cuadrado es exacta, o que es curvo y esa ley necesita algunos ajustes.

Los cálculos están basados en La Teoría de la Gran Onda, que llevo desarrollando desde hace bastantes años y que en mi opinión explica bastante mejor y de forma más sencilla el origen y el funcionamiento del Universo a gran escala. No uséis esta herramienta para aplicarla al modelo estándar, defendido por la mayoría de la comunidad científica actual, porque aparecerán diferencias que, de momento, están fuera del alcance de los actuales medios de observación del Universo.

Trabajamos con distancias grandes, del orden de Millones de Años Luz, abreviado: Mal=Mega Año Luz.

La Magnitud del Brillo de una estrella se calcula suponiendo una Magnitud Absoluta a una distancia fija de 10 Parsecs y a partir de ahí se calcula la Magnitud Aparente según la distancia. Esto permite trabajar con comodidad con las estrellas cercanas al Sol, dentro de la Vía Láctea, pero no resulta cómodo cuando trabajamos en distancias más allá del tamaño de las galaxias.

En la primera versión de esta calculadora me basé en la Magnitud Absoluta a 10 Parsecs, pero las diferencias de brillo entre las magnitudes Absoluta y Aparente eran enormes, del orden de Cientos de Miles de BILLONES, apareciendo números de 18 cifras. Para evitarlo he decidido usar como base la magnitud de una Supernova 1a a 1 Mal, pero esto no altera para nada el resultado final. Y, sorprendentemente, el cálculo resulta mucho más sencillo.

Para que os sirva de referencia, 10 Parsecs son 32'616 anos·luz y a esa distancia una Supernova 1a brillaría con una magnitud de -19'3, no tanto como el Sol (-26'8), pero mucho más que la Luna Llena (-12'6).

A 1 Mal, a mitad de camino de aquí a Andrómeda, la misma Supernova 1a brillaría con una Magnitud Aparente de 3'23, similar a la de la mayoría de las estrellas que vemos en el cielo nocturno.

Espero que esta calculadora os resulte útil, y si queréis saber más sobre cómo funciona, las fórmulas usadas y por qué estamos aquí, seguid leyendo.

Cómo Funciona el Universo Onda

Desde que empecé a intentar entender el Universo, allá por 1.975, siempre me pregunté si sería infinito o tendría límites. Sobre el 1.976 leí una explicación que me llamó poderosamente la atención y tras un largo esfuerzo para entenderla llegué a la conclusión, que he mantenido desde entonces, de que el Universo que conocemos es la hipersuperficie 3D de una hiperesfera 4D que se está expandiendo, no a partir de un Big Bang, una Gran Explosión, sino de una Gran Onda. Podéis entenderlo en el artículo El Big Bang y la Gran Onda.

Según esa teoría, el Espacio no es plano, sino curvo.

Por poner un ejemplo sencillo de entender, el Espacio es como la superficie del planeta Tierra. Si viajamos en línea recta por la superficie del planeta acabaremos llegando a las antípodas y a partir de ahí volveremos al punto de partida pero desde la dirección opuesta.

En el Universo ocurre lo mismo: viajemos en la dirección que viajemos, Norte Sur, Este, Oeste, Arriba o Abajo, acabaremos llegando a las antípodas del Universo, y si seguimos viajando volveremos al punto de partida, desde la dirección opuesta. Eso sí, el tamaño del Universo es tan grande que un viaje así nos llevaría mucho, muchísimo tiempo, mucho más que el que lleva existiendo el Universo.

Asumiendo este hecho se pueden deducir varias cosas, y una de ellas, bastante sorprendente, es que el Tamaño Aparente de las Galaxias no disminuye de forma proporcional a la distancia, sino algo menos. Si, por lógica, a diez veces más distancia se deberían ver diez veces más pequeñas, cuando observamos galaxias MUY lejanas, del orden 10 a 20 Gal, esa regla no se cumple, sino que la proporción es bastante menor.

Y, por increíble que parezca, a partir de una distancia determinada las galaxias se verán más grandes mientras más lejos estén.

Podéis leer el artículo El Tamaño Aparente de las Galaxias para conocer la explicación, pero en este artículo no nos vamos a centrar en el tamaño de las galaxias, sino en el brillo de las Supernovas 1a.

Las estrellas brillan con distintas intensidades, unas más que otras, pero hemos descubierto que un determinado tipo de estrellas, las Supernovas 1a, brillan siempre con la misma intensidad.

Una Supernova 1a nace a partir de una Enana Blanca que se va tragando materia poco a poco, normalmente arrebatándola a una estrella cercana, más grande pero menos densa.

En el momento en que la Enana Blanca llega a tener la masa de 1'38 soles, estalla en forma de Supernova 1a. Y todas las Supernovas 1a, al estallar, emiten siempre la misma cantidad de luz.

El Factor Distancia

Aunque todas las Supernovas 1a emiten siempre la misma cantidad de luz, nosotros no las vemos brillar con la misma intensidad. Depende, entre otras cosas, de si están más cerca o más lejos.

Como todas las radiaciones, la luminosidad de una estrella sigue la Ley de la Inversa del Cuadrado de la Distancia. A Doble Distancia la intensidad es 2²= 4 veces menor. A Diez veces más distancia, la intensidad será 10²=100 veces menor. Cincuenta veces más lejos será 50²=2.500 veces menos brillante.

Si conocemos con exactitud el brillo y la distancia a la que está una estrella, podremos calcular con facilidad la distancia a la que está cualquier otra estrella, idéntica, basándonos en su brillo.

Podéis encontrar una explicación en el artículo La Ley de la Inversa del Cuadrado, así como una calculadora que os permitirá conocer la distancia a cualquier fuente de luz o sonido a partir de su intensidad.

Esta ley funciona correctamente en distancias cortas, pero cuando nos adentramos en escalas gigantescas, del tamaño de miles de millones de años luz, la Ley de la Inversa del Cuadrado deja de ser exacta.

El Factor Curvatura del Espacio

El motivo es que, como hemos dicho antes, el Espacio no es plano, sino que es la Hipersuperficie de una Hiperesfera. No sigue las reglas geométricas del espacio Euclídeo, sino las de un espacio hiperesférico.

A escalas pequeñas, hasta un tamaño de 1 Gal, la diferencia entre un Espacio Plano y uno Hiperesférico es muy pequeña, difícilmente apreciable. Pero a partir de esa distancia la diferencia va siendo cada vez mayor.

¿Qué consecuencias tiene esto en la luminosidad de una estrella?

La principal es que una estrella situada a 10 Gal se verá con más brillo en un Espacio Hiperesférico que en un Espacio Plano.

La diferencia en ambos brillos puede explicarse por medio de la geometría y usando un ejemplo que tenemos muy a mano.

Radio de un ParaleloSi en una superficie completamente plana caminásemos 10.000 Km y a esa distancia dibujáramos una circunferencia alrededor del punto de partida, el radio de la circunferencia mediría la misma distancia que hemos recorrido: 10.000 Km.

Pero si repetimos el mismo experimento en la superficie de la Tierra, caminando desde el Polo, a 10.000 Km llegamos al Ecuador. Y el radio del Ecuador no mide 10.000 Km, sino 6.366 Km.

En el Universo ocurre lo mismo. Recordad que es una hiperesfera y que si recorremos un cuarto de su circunferencia llegaremos al equivalente al Ecuador. Entonces, a pesar de haber recorrido una distancia de 21 Gal, los fotones emitidos por la estrella se encontrarán en una esfera más pequeña, con un radio más corto que el que tendría en un Universo Plano. Y si los fotones emitidos por una estrella se reparten en esa esfera, la luz sería más brillante en el Universo Curvo que en el Plano.

No solo eso, conforme la luz se sigue alejando a partir del Ecuador, el brillo de las estrellas estará repartido en una esfera que será cada vez más pequeña conforme se acerca a las antípodas del Universo. Y, por tanto, desde el Ecuador hasta las Antípodas, la luz de las Supernovas será más brillante mientras más lejos estén.

Y así sería, si no hubiera un tercer factor a tener en cuenta.

El Factor Expansión del Universo

El Universo se está expandiendo. Desde su origen, hace 13'8 Ga, se ha estado expandiendo y hoy en día es mucho más grande que en su origen.

El Brillo de una estrella se reparte de forma homogénea alrededor de la misma, y a cualquier distancia que elijamos existen siempre la misma cantidad de fotones pero repartidos en una superficie cada vez mayor.

Y si el espacio se expande, la densidad de fotones disminuye.

Si hace 1 Ga una estrella emitió su luz en todas direcciones, los fotones que emitió en ese instante deberían estar hoy en la superficie de una esfera de 1 Gal de radio. Debido a la Expansión del Universo ocurrida en un Ga, la distancia de los fotones a su punto de origen habrá aumentado y por tanto el radio efectivo de la esfera en la que están repartidos los fotones será más grande, lo que resultará en un menor brillo de la estrella.

Y mientras más tiempo haya estado viajando un rayo de luz, mayor será la expansión del Universo y mucho mayor la pérdida de brillo de las estrellas más lejanas.

La Distancia y el Radio

Vemos pues que la distancia recorrida por la luz de una estrella no coincide con el radio de la esfera en la que van a estar distribuidos los fotones emitidos en un instante dado. Lo que va a determinar el brillo de la estrella es el radio de esa esfera, el Radio Efectivo, pero la distancia recorrida por los fotones se ha visto agrandada por la expansión del Universo en el tiempo que ha durado su viaje y empequeñecida por la curvatura del espacio.

¿En qué porcentaje se ha visto alterada en cada uno de esos casos?

La trayectoria de un rayo de luz en Nuestro Universo es una línea recta, pero Nuestro Universo no es plano, sino curvo, y además se está expandiendo, por lo que la trayectoria del rayo de luz es la suma resultante de dos movimientos, uno a lo largo del frente de una onda, y otro conforme la onda se expande.

Trayectoria de un Rayo de Luz durante la Expansión del UniversoPodéis apreciarlo en el dibujo adjunto donde vemos cómo viaja un rayo de luz desde una estrella hasta nosotros, mientras a lo largo de su trayectoria el Universo se sigue expandiendo. El trayecto (línea roja) recorrido por la luz acaba siendo una línea espiral logarítmica.

Y podemos ver que existen tres magnitudes a tener en cuenta: La Distancia Inicial, La Distancia recorrida por la Luz y la Distancia Actual.

¿Cuál de ellas es la que nos debe servir de referencia?

La Distancia Inicial, es evidente que no. Esta era la distancia que había entre una estrella y nosotros en el momento en que se convirtió en Supernova, pero en el tiempo que la luz ha tardado en alcanzarnos el Universo se ha expandido bastante.

La Distancia recorrida por la luz coincide con el tiempo que la luz lleva viajando. Si la luz ha viajado durante 5 giga·años, habrá recorrido 5 giga·años·luz, pero esa distancia se ha visto incrementada por la expansión del Universo.

Hoy, en el momento en que vemos un rayo de luz, la estrella que lo emitió se encuentra a una distancia mayor que las dos anteriores, y aunque la vemos tal como era hace 5 Ga, la intensidad está repartida en una esfera cuyo radio es la Distancia Actual.

Pero ese radio, a su vez, está reducido debido a la curvatura del Universo, y es ese Radio Efectivo (la línea de puntos que va de la estrella amarilla al eje del dibujo) el que debemos usar como referencia para calcular la magnitud del brillo de una estrella.

Las Fórmulas Usadas

Convertir estos razonamientos en fórmulas es relativamente fácil.

A partir del valor z, el corrimiento al rojo de la luz de una estrella o galaxia, calculamos la Edad del Universo en el momento en que la luz fue emitida.

Edad Inicial de un Rayo de Luz

Si queréis saber de dónde ha salido esa fórmula, leed El Corrimiento al Rojo de la Luz.

Por la magia de las Matemáticas, esta igualdad se puede transformar de una forma que nos va a resultar útil más adelante.

¿A qué distancia estaba, en ese momento, esa fuente luminosa?

o, más sencillo,

Al expandirse el Universo durante su viaje, la Distancia Inicial se expande hasta la Distancia Actual.

o

La luz emitida por una estrella estará repartida en una esfera alrededor de su punto de origen, pero el Radio de esa esfera NO coincide con la distancia, ni la Inicial ni la Final. Debido a la curvatura del Universo debemos calcular el Radio Efectivo, aplicando la siguiente corrección:

Aquí he hecho dos trampas, una es que utilizo una cantidad de Tiempo como si fuera una distancia, pero es porque, en realidad, numéricamente las cantidades son las mismas. La luz recorre en 5 Giga·años una distancia de 5 Giga·años·luz.

La otra trampa, que no es tal, es que para hacer este cálculo tuve que aplicar dos fórmulas sucesivas, pero al unirlas en una sola empecé a despejar y me quedé con la que veis, mucho más sencilla.

Una vez conocido el Radio de la esfera en la que se ha repartido el brillo de una estrella, aplicamos la ley de la Inversa del Cuadrado para saber qué Magnitud tendrá el Brillo de una Supernova 1a a esa distancia.

Primero calcularemos cuántas veces brilla menos una estrella que si estuviera a una distancia base.

Antes, cuando trabajaba sobre la base astronómica de 10 Parsecs, tenía que usar la siguiente fórmula.

Olvidadla. Salían cantidades enormes, de 18 cifras, y resultaba muy incómodo hasta la simple tarea de leerlas.

Al cambiar la base a 1 Mal y simplificar la fórmula se me quedó en

Un poco más sencilla, ¿verdad?

ESE es el valor de cuánto menos brilla una estrella que otra idéntica situada a 1 Mal.

Convertir este valor en Magnitud requiere una aclaración previa.

Los antiguos astrónomos griegos clasificaron las estrellas más brillantes como de Primera Magnitud, las menos brillantes de Segunda, Tercera, y hasta la Sexta, que eran las menos brillantes que se podían ver a simple vista.

Como puede apreciarse, es una escala inversa. Mayor Magnitud significa Menor Brillo.

Y la intensidad de brillo de las estrellas de Primera Magnitud era unas 100 veces más brillante que las de Sexta.

Hay personas con muy buena visión que pueden llegar a ver estrellas de Séptima Magnitud. Una prueba de visión que se hacía en los ejércitos de la antigüedad a arqueros y vigías era mirar las Pléyades, en una noche sin luna y sin luces alrededor. La mayoría de la gente ve seis estrellas. Los que tienen mejor visión ven siete. Y muy raramente hay personas con una visión excepcional capaces de ver ocho estrellas en las Pléyades.

En el siglo XIX un astrónomo decidió crear una fórmula matemática para calcular la Magnitud del Brillo de una estrella, respetando las seis magnitudes anteriores pero de forma que permitiera incorporar todas las que se estaban descubriendo por telescopio.

Escala Inversa. Logarítmica. Y que cada 5 Magnitudes más significaran un brillo 100 veces menor. Todas estas condiciones se resuelven con la siguiente fórmula.

Lo que los antiguos no habían previsto es que en el futuro también se catalogarían las magnitudes de objetos luminosos más brillantes que las estrellas, como cometas, planetas, supernovas, la Luna y el Sol, por lo que las Magnitudes más brillantes serían números negativos. Como la Luna Llena con -12'6 y el Sol con -26'8.

En el caso que nos ocupa, la Magnitud del Brillo de una Supernova 1a a una distancia de 10 Parsecs sería de -19'3. Pero si usamos, como he hecho yo, una distancia base de 1 Mega·año·luz, a esa distancia brillaría con una magnitud de 3'23.

Por tanto, al resultado hay que sumarle la Magnitud Absoluta de una Supernova 1a a la distancia base. En base de 10 Parsecs, habría que sumarle -19'3. Pero usando la base de 1 Mal hay que sumarle 3'23.

Y hasta aquí hemos llegado.

Espero que os haya gustado.

Por qué estamos aquí

El Universo se está expandiendo.

Antes, hasta hace unos 20 años, se pensaba que la fuerza de atracción de las galaxias entre sí haría que se fueran frenando y el Universo se expandiría cada vez más despacio, quizás hasta llegar a detenerse y luego caer, contrayéndose el Universo hasta un futuro Big Crunch. Aunque había una inmensa minoría, yo y no sé si alguien mas, que pensaba que la expansión no se frenaría, sino que sería siempre constante.

En 1.997 una serie de científicos se reunieron para medir en cuánto se estaba frenando la expansión. Para ello tomaron como referencia el brillo de las Supernovas 1a, que usaron para calcular la distancia y compararla con el valor z del Corrimiento al Rojo. Como la luz más lejana corresponde a épocas más antiguas, los científicos esperaban medir la expansión en distintas épocas del pasado, y determinar así a qué velocidad se estaba frenando el Universo.

Distribución de Galaxias según el Corrimiento al Rojo y la MagnitudEsperaban encontrar una distribución en la que relacionando la Magnitud del brillo de las Supernovas 1a con el Corrimiento al Rojo, hubiese una ligera desviación hacia abajo en la gráfica. No mucho al principio pero sí cada vez mayor conforme nos acercáramos a épocas más remotas en el pasado.

Distribución de Galaxias según el Corrimiento al Rojo y la Magnitud

Pero lo que se encontró fue justo lo contrario. Las Supernovas 1a mostraban una magnitud mayor, y por consiguiente un brillo menor, que el que les correspondería por su Corrimiento al Rojo.

Y si el primer gráfico hubiera confirmado lo que se pensaba, que la expansión del Universo se estaba frenando, el segundo gráfico no podía significar otra cosa más que la Expansión del Universo se estaba acelerando.

Pero para que algo se acelere hay que aplicarle una fuerza, y esa fuerza requería energía, y debía ser algo que actuase con más intensidad de lejos que de cerca.

Se intentó explicarlo con la idea de que existía una Energía Oscura, nunca vista hasta entonces pero que DEBÍA existir, pues si no, no habría forma de explicar el misterio.

Toda la comunidad científica cambió de opinión al unísono y aceptaron la idea de que existía la Energía Oscura, algo misterioso que estaba empujando las galaxias, acelerándolas con más fuerza mientras más lejos estuvieran.

Y de nuevo siguió habiendo una inmensa minoría, yo y no sé si alguien más, que siguió pensando que la expansión era constante, y que debía existir una explicación alternativa para esa aparente aceleración.

¿Y cuál es esa explicación? Pues, sencillamente, que la Ley de la Inversa del Cuadrado para calcular las distancias a partir del brillo de las Supernovas 1a no es exacta, que sufre una desviación debido a la Curvatura del Espacio, y que si se tiene en cuenta esa desviación los resultados son coherentes con el hecho de que el Universo se está expandiendo a una velocidad constante.

Y no hace falta recurrir a misteriosas Energías Oscuras que, mágicamente, son más intensas de lejos que de cerca.

¿Te ha Gustado?
¿Te ha Disgustado?
Me interesa saber tu opinión.
Por favor, deja     Tus Comentarios

Perdón por la interrupción

La Ley me obliga a darte el siguiente

Aviso Legal

Utilizamos cookies propias y de terceros para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relacionada con sus preferencias mediante el análisis de sus hábitos de navegación.

Si continua navegando, consideramos que acepta su uso.

Si lo desea, puede Ampliar Información

Aceptar Cookies

Bienvenidos a MasLibertad | ¿Quién soy yo? | Cartas al Autor | Aviso Legal sobre Cookies