EL LADO OSCURO DEL UNIVERSO

El lado oscuro del universo

El universo, tan majestuoso que a veces al mayor científico le puede producir miedo,  ¿qué es lo que hay más haya de nuestra visión?  ¿Qué es lo que se oculta? Probablemente nuestra raza humana jamás lo sabrá ni lo vera. Pero acá lo que nos atañe es que es esa luz, a que distancia estamos como la medimos?

La luz de unas estrellas que explotaron hace miles de millones de años reveló recientemente que 75% del Universo está hecho de una forma de energía nunca antes detectada, que produce repulsión gravitacional y acelera la expansión del Universo. 

DIME CUANTO BRILLAS Y TE DIRE A QUE DISTANCIA ESTAS

A veces suponemos erróneamente que las estrellas que brillan mucho están cerca y las que no están lejos, pero ¿qué tanto sabemos de física? ¿Cómo saber si estamos en lo correcto? Los astrónomos usan el mismo método para determinar las distancias más grandes en el Universo, pero lo hacen con más conocimiento. Pueden medir luminosidades con toda precisión y saben exactamente cuánto se atenúa la luz con la distancia (un mismo objeto al doble de la distancia se ve cuatro veces más tenue; al triple, nueve veces más tenue y al cuádruple, 16…). Lo único que necesitan para saber a qué distancia se encuentra una galaxia es localizar en ella algún objeto cuya luminosidad intrínseca se conozca: un objeto que sirva como patrón de luminosidad.

LO QUE ESTA ESCRITO EN EL CIELO

Usando el primer patrón de luminosidad que sirvió para medir distancias intergalácticas el astrónomo estadounidense Edwin Hubble calculó en 1929 las distancias de alrededor de 90 “nebulosas espirales”, hoy conocidas como galaxias  Luego comparó sus datos con los estudios de velocidad de las galaxias, que habían hecho otros astrónomos. Resulta que la luz de una galaxia también puede decirnos a qué velocidad se acerca o se aleja de nosotros. La luz de una galaxia se ve más roja cuando ésta se aleja y más azul cuando se acerca. El grado de enrojecimiento de la luz de una galaxia debido a la velocidad con que se aleja se llama corrimiento al rojo, y se puede medir con precisión.

Los astrónomos de principios del siglo XX creían que encontrarían los mismos rasgos entre las galaxias. En vez de eso descubrieron que todas (menos las más cercanas) presentan corrimiento al rojo. Es decir, las galaxias se alejan entre sí.

Cuando, en 1929, Hubble comparó los datos de corrimiento al rojo con los de distancia, se llevó el susto de su vida: los datos se acomodaban en recta, lo cual indica que cuanto más lejos está una galaxia, más rápido se aleja y que la relación entre distancia y velocidad es una simple proporcionalidad directa: una galaxia al doble de la distancia se aleja al doble de la velocidad, una al triple, al triple… Ésta es la llamada ley de Hubble, y se interpreta como signo de que el Universo se está expandiendo.

El descubrimiento de Hubble condujo al poco tiempo a la teoría del Big Bang del origen del Universo. Si las galaxias se están separando, en el pasado estaban más juntas. En un pasado estaban concentradas en una parte muy pequeña y muy caliente —no eran galaxias, sino una mezcla densa de materia y energía—.

 En 1965, Arno Penzias y Robert Wilson, dos físicos que estaban probando una antena de comunicación satelital, detectaron un ruidito persistente que no podían explicar. Éste resultó ser el rastro del violento origen del Universo. Hoy se llama radiación de fondo, y sirvió para convencer a casi todo el mundo de la teoría del Big Bang.

POCO O MUCHO

Una de las predicciones más importantes del modelo inflacionario atañe a la geometría del espacio. Caben tres posibilidades. Si el espacio es plano, los ángulos de un triángulo trazado entre cualesquiera tres puntos sumarán 180 grados. Esto es lo que todo el mundo hubiera esperado antes de 1916, cuando Albert Einstein publicó la teoría general de la relatividad, Esta teoría permite otras dos posibilidades insólitas: si el espacio tiene curvatura positiva, como una esfera, los ángulos de un triángulo suman más de 180 grados, si tiene curvatura negativa, como una silla de montar, menos. Todo depende de qué tan fuerte jale la fuerza de gravedad total del Universo, o en otras palabras, de cuánta materia y energía contenga éste en total:

1. poca materia y energía = curvatura negativa

2. ni mucha ni poca = geometría plana

3. mucha = curvatura positiva

Si bien las observaciones indicaban que había tan poca materia que el Universo debía tener curvatura negativa, la teoría —el modelo inflacionario que tanto les gustaba a los cosmólogos— exigía que el cosmos fuera de geometría plana.

De una cosa no cabía la menor duda: en cualquiera de los tres casos, la fuerza de gravedad —una fuerza de atracción, que tira hacia dentro, digamos— frenaba la expansión del Universo.

DONDE QUEDO EL UNIVERSO

Para mediados de la década de los 90 la cosmología se encontraba en la siguiente situación:                                                                                                                                         *Según el modelo inflacionario, el Universo debía contener suficiente materia y energía para que la expansión se fuera deteniendo sin nunca parar por completo (geometría plana).

*Unos estudios de la radiación de fondo corroboraban observacionalmente que el Universo es de geometría plana, y sanseacabó.

*Los recuentos del contenido de materia y energía del Universo decían categóricamente que éstas no alcanzaban ni de lejos para producir la geometría plana que exigían el modelo inflacionario y los estudios de la radiación de fondo.

Por lo tanto, concluyeron los cosmólogos, faltaba una parte del Universo. De hecho, faltaba la mayor parte: alrededor del 75% de la materia o energía necesaria para explicar que el Universo cumple con una geometría plana. ¿Dónde estaba?

Grandes explosiones, tenues lucecitas

El 15 de octubre de 1998 el telescopio Keck II, situado en la cima del volcán Kilauea, en Hawai, escudriñaba un retazo de cielo en el área de la constelación de Pegaso. Hacía unas semanas, los científicos del Proyecto de Cosmología con Supernovas (Supernova Cosmology Project), dirigido por Saul Perlmutter, habían tomado fotos de las galaxias de la misma región como referencia. Al comparar las nuevas imágenes con las de referencia, vieron que en una galaxia había aparecido un punto brillante. Era una supernova, una estrella que hizo explosión —justo lo que estaban buscando—. La llamaron Albinoni,

Nueve días después, el grupo —un equipo internacional de investigadores— usó el Telescopio Espacial Hubble, además del Keck II, para medir la luminosidad aparente de Albinoni, así como el corrimiento al rojo de la galaxia en la que se localiza. Al paso de varios días confirmaron que se trataba de una supernova de tipo  con un corrimiento al rojo de 1.2, lo que indicaba que hizo explosión hace miles de millones de años.

Las supernovas son muy intensas, lo que permite verlas desde muy lejos, estas alcanzan casi todas el mismo brillo intrínseco, por lo que son excelentes patrones de luminosidad. Hasta el día de hoy las supernovas  son el patrón más usado para determinar distancias a galaxias muy lejanas. Los dos equipos de cosmología con supernovas comparan la distancia de las supernovas  que descubren con el corrimiento al rojo de sus galaxias para estudiar el pasado de la expansión del Universo.

Expansión acelerada

En astronomía, mirar lejos es mirar al pasado. La luz, viajando a 300 mil kilómetros por segundo, tarda cierto tiempo en llegar a la Tierra desde sus fuentes.                                    Para 1998, los equipos de Schmidt y Perlmutter habían estudiado unas 40 supernovas que explotaron entre 4000 y 7000 millones de años atrás.estos datos bastaron para darse cuenta que algo andaba mal, Las supernovas se veían 25% más tenues de lo que correspondía a su corrimiento al rojo si la expansión del Universo se va frenando. Luego de descartar posibles fuentes de error y de verificar que ambos equipos obtenían los mismos resultados, luego de devanarse los sesos por espacio de varios meses buscando explicaciones prosaicas, los investigadores anunciaron públicamente una conclusión nada prosaica: la expansión del Universo, lejos de frenarse como casi todo el mundo suponía, se está acelerando.

El lado oscuro

En las ciencias, como en la vida, las cosas tienen muchas facetas. El efecto de aceleración del Universo nos pone ante un problema pero al mismo tiempo resuelve otro. Porque el efecto de aceleración cósmica requiere energía en cantidades cósmicas, de modo que hay más energía en el Universo de la que habíamos visto hasta hoy. Entonces podemos reconciliar por fin el modelo inflacionario con las observaciones. Aunque no sepamos qué es, esta nueva energía oscura (llamada así por que NO se ve) añadida a los recuentos anteriores de materia y energía, completa la cantidad necesaria para que el Universo sea de geometría plana, como exige el modelo inflacionario.

Pero, ¿qué es la energía oscura?

Dos posibilidades

Einstein vino a revolucionar todas las ideas,  que hasta ese momento estaban. También añadió a sus ecuaciones un término que representaba una especie de fuerza de repulsión gravitacional y que tenía el efecto de mantener quieto al Universo. Le llamó constante cosmológica. Cuando Hubble descubrió la expansión del Universo, Einstein retiró la constante cosmológica con cierto alivio. Pero su extraña creación reapareció, por ejemplo, en el modelo inflacionario del Big Bang, y ahora podría ser el origen de la fuerza de repulsión que le está ganando la partida a la atracción gravitacional. La constante cosmológica es una propiedad intrínseca del espacio, es decir, el espacio simplemente es así y se acabó.

Si quisieras sacar toda la energía de una región, tendrías que extraer toda la materia, aislarla de fuentes de energía externas, eliminar todos los campos,  Pese a todos tus esfuerzos, quedaría en esa región una energía irreducible, inseparable del espacio como el huevo es inseparable de la mayonesa. Esa energía es la constante cosmológica y podría ser la explicación de la energía oscura. Otra posibilidad es que la energía oscura provenga de otro campo parecido a los campos eléctricos y magnéticos, al que algunos cosmólogos llaman quintaesencia. En la teoría de la relatividad todos los campos producen atracción gravitacional por contener energía, pero la quintaesencia produce repulsión gravitación.

EL MUNDO ACABARA

El mundo se acabara tal y como lo conocemos  pero  será en unos cuantos miles de millones de años. Con el descubrimiento de la expansión acelerada y la energía oscura las cosas han cambiado. Si bien aún no se puede decidir si la energía oscura es constante cosmológica o quintaesencia, está claro, en todo caso, que la posibilidad del Gran Apachurrón queda excluida. El Universo seguirá expandiéndose para siempre hasta que desde la Tierra no veamos ya otras galaxias por haber aumentado tanto las distancias que su luz ya no nos alcance.

REFLEXION: El alcance que tiene la tecnología hasta el día de hoy no será el mismo que el que tenga en unos años más, así que podremos redescubrir y entender al universo. Y tal vez saber la fecha  final.  ESO YA NO NOS ATANIRA A NOSOTROS, POR EL MOMENTO SOLO QUEDA ADMIRAR ESAS MARAVILLOSAS ESTRELLAS, ADMIRANDO AL UNIVERSO.

Empecé a escribir desde el primer párrafo ya que la información de todo el texto me pareció fabulosa, no sabía cómo describirla sin deformarlo.

Escogí este tema ya que me pareció muy bueno ya al ir leyendo y ver lo que ahí se describía me pareció más que bien, me gusta mucho lo que tiene que ver con el espacio y saber  que  hay en las otras galaxias me encanta el tema.