EL LADO OSCURO DEL
UNIVERSO (REDACTADO)
INTRODUCCION
En el siguiente texto tratare de explicar que está pasando
con el universo desde su creación sus límites y como sabemos cuanta distancia
hay de una galaxia a la otra, así como las diversas teorías existentes entre la
creación y la del final del mismo también, así que relájate y ponte cómodo,
para que te explique de una manera sencilla el artículo del rimbombante lado
oscuro del universo.
DIME CUANTO
BRILLAS Y TE DIRE A QUE DISTANCIA ESTAS
Cuando uno viaja sobre una montaña completamente oscura y
solo con una lámpara de amiga en la noche, y de pronto un objeto desconocido se
aparece a una distancia de ti, y no tienes buenas referencias del lugar, o
probablemente viste esa película de horror que no debías de ver la noche anterior,
el primer instinto que tienes es alejarte, pero inmediatamente surge la
pregunta, lo lograre hacer a tiempo, pues un marco de referencia es esa luz que
puedes ver probablemente parezca que está a 50 metros o quizás 30 o menos quizás
por la paranoia, pero la buena noticia es que este método aplica para algo más importante
que el guardabosques. Los astrónomos usan este método para medir las distancias
más grandes en el universo la que hay entre las galaxias 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 que sirva como patrón
de luminosidad, ósea una sencilla medición, que
es comparar una medida conocida con lo que queramos medir.
LO QUE ESTÁ
ESCRITO EN EL CIELO
Usando el primer patrón de luminosidad que sirvió para medir
distancias intergalácticas —las estrellas de brillo variable (cefeidas) el
astrónomo Edwin Hubble calculó las distancias de alrededor de 90 nebulosas
espirales (galaxias) de las cuales se conoce su luminosidad intrínseca recuerden
eso. Luego comparó sus datos con los estudios de velocidad de las galaxias. 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 pasado esperaban
encontrar la misma proporción de nebulosas espirales con corrimiento al rojo
(que se alejan) que con corrimiento al azul (que se acercan). En vez de eso
descubrieron que todas (menos las más cercanas) presentan corrimiento al rojo.
Es decir, todas las galaxias se están alejando entre sí.
Cuando Hubble comparó los datos de corrimiento al rojo con
los de distancia, se asustó ya que los datos se acomodaban en una bonita recta
(con una incertidumbre menor), 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 ¿Sencillo
no?
Pero esto no es todo 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 región muy pequeña y muy caliente eran una mezcla
increíblemente densa de materia y energía, hoy en día esa secuela del big bang
persiste se detectó en 1965 por Arno Penzias y Robert Wilson y 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. El modelo
del Big Bang se fue ajustando con los años. Cosmólogos como Alan Guth añadieron al modelo el concepto de inflación
para explicar los resultados de ciertas observaciones. Según la hipótesis
inflacionaria, en la primera fracción de segundo una fuerza de repulsión muy
intensa hizo que el embrión de Universo pasara de un tamaño menor que el de un
átomo al de una toronja en un tiempo brevísimo. Este modelo inflacionario resolvía
tan bien las dificultades de la teoría original del Big Bang que no tardó en
convertirse en el favorito de los cosmólogos.
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,
que es la que usan los cosmólogos para describir la forma global del Universo.
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. Poca materia y energía =
curvatura negativa, ni mucha ni poca = geometría plana, mucha = curvatura
positiva.
El asunto es importante porque de la cantidad de materia y
energía, también indican que el universo seguirá expandiéndose para siempre o
bien como una piedra que se lanza hacia arriba y que empieza a bajar al llegar
a cierta altura. Y por la misma razón que la piedra: la atracción gravitacional
de toda la materia y energía del Universo, no encontré una mejor metáfora para
eso.
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, ocho minutos desde el Sol, unas horas desde Plutón, unos años desde las
estrellas más cercanas, 30 mil años desde el centro de nuestra galaxia y muchos
miles de millones de años desde las galaxias más lejanas, etc. etc. La luz de
una galaxia, por ejemplo, llegó al espejo de un telescopio 10 mil millones de
años después
El corrimiento al rojo de las galaxias lejanas se debe a que
la expansión del Universo “estira” (es un decir) su luz. Comparándolo con la
distancia a la que se encuentra la galaxia se obtiene información acerca del
ritmo de expansión del Universo en épocas remotas.
En 1998, los equipos
de Schmidt y Perlmutter estudiaron 40 supernovas que explotaron entre 4000 y 7000
millones de años atrás. Estos datos les bastaron para convencerse de que algo
andaba mal con la cosmología del Big Bang. 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 los mismos resultados, los investigadores anunciaron públicamente una
conclusión la expansión del Universo, lejos de frenarse como casi todo el mundo
suponía, se está acelerando. La cosa tiene implicaciones, por ejemplo, en la
edad del Universo. Ésta se calculaba suponiendo que la gravedad frenaba la
expansión. Si en vez de frenarse, se acelera, el cálculo cambia y el Universo
resulta más antiguo.
Pero la implicación más tremenda del Universo acelerado
tiene que ver con el asunto de la gravedad. Ésta es una fuerza de atracción y,
en efecto, tiende a frenar la expansión del Universo. Entonces, ¿quién demonios
la está acelerando?
El efecto de aceleración del Universo nos pone ante un
problema —el de buscar al responsable—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 (denominada
energía oscura por que no se sabe que es) 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? La verdad es que ni los autores de esta fuente lo pueden explicar sin
que esto parezca más teléfono descompuesto de lo que ya es.
ADIÓS, MUNDO CRUEL
El Universo se va a acabar, bueno no, se van a acabar las
condiciones aptas para la vida pero aún falta muchísimo. Pero cómo podrá ser el
final. ¿Sería la fuerza de gravedad total lo bastante intensa como para frenar
la expansión e invertirla, o seguiría el Universo creciendo para siempre? En el
primer caso el Universo terminaba con un colosal apachurrón exactamente
simétrico al Big Bang. 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.
Pero nuestra propia galaxia seguirá. Las estrellas que la
componen seguirán unidas por la fuerza gravitacional, como también seguirán
unidos los planetas a sus estrellas de modo que, pese a todo, las cosas en la
Tierra seguirán su curso normal. Pequeño detalle: al Sol se le acabará el
combustible en 5 000 millones de años, de modo que, más allá de ese tiempo, no
se puede decir que las cosas en la Tierra sigan su curso normal, pero pasemos
por alto esta minucia.
Algunos cosmólogos propusieron una variante de la teoría de
la energía oscura los científicos llamaron “energía fantasma” a la energía
oscura de este tipo. Si la energía oscura resulta ser de tipo energía fantasma,
el final del Universo será muy distinto a lo que nos habíamos imaginado. Según
Robert Caldwell, llegará un día, dentro de unos 22 mil millones de años, en que
la aceleración de la expansión del Universo empezará a notarse a escalas cada
vez más pequeñas para producir un final que se llama Big Rip (el “Gran
Desgarrón”). Mil millones de años antes del Big Rip, la energía fantasma superará
a la atracción gravitacional que une a unas galaxias con otras y se
desmembrarán los cúmulos de galaxias. Sesenta millones de años antes del fin,
se desgarran las galaxias. Tres meses antes del Big Rip, el efecto alcanza la
escala de los sistemas planetarios: los planetas se desprenden de sus
estrellas. Faltando 30 minutos para el postrer momento, los planetas se
desintegran. En la última fracción de segundo del Universo los átomos se
desgarran. Luego, nada. Espantoso, ¿verdad? Por suerte, para entonces hace
mucho que la Tierra habrá dejado de existir. Qué alivio.
Sergio de Régules es físico y divulgador de la ciencia. Su
libro más reciente es Las orejas de Saturno (Paidós, 2003), un libro escrito
para leerse plácidamente junto a una piscina. Su columna de divulgación aparece
los jueves en el periódico Milenio.
CONCLUSION
Y he aquí el final sabemos ya cómo fue la manera en la que
los científicos determinan las distancias de un cuerpo galáctico a otro, y
pensar que todo empezó con una historia en la montaña, también se puede ver lo inestable
de las teorías de creación del universo quizás mañana salga otro postulado y quizás
para la noche de mañana también haya sido descartada, en fin es lo bello de las
teorías, como sea, ahora lo sabemos, para establecer platica o bien para sentirnos
más pequeños y cortos en el tiempo de lo que ya sabíamos.
