viernes, 31 de mayo de 2013

La oscura realidad


Brian Schmidt
No, no voy a hablar de la situación económica. Ni de política.  Este es un blog sobre el futuro, y con un horizonte lejano. Pero las declaraciones que hizo el australiano Brian Schmidt (nacido en Montana, 1967), Premio Nobel de Física del año 2011, en su visita a Madrid a finales de abril, me han causado un cierto desasosiego.
 
Sin paños calientes: Todo lo que vemos (y todo lo que somos capaces de detectar con los instrumentos científicos más sofisticados), es sólo un 5% del Universo. Para explicar el 95% restante, hay que recurrir a dos hipótesis todavía por contrastar: la materia oscura (se calcula que le corresponde un 25%)  y la energía oscura (el 70% restante). ¿El triunfo del "lado oscuro de la fuerza"? Vamos a ver si profundizamos en esta difícil cuestión.
 

La fuerza "oscura"
En primer lugar, la hipótesis sobre la materia oscura se formuló en los años 30 del siglo pasado. Se observó una discrepancia entre la masa de grandes objetos lejanos (galaxias y cúmulos de galaxias) determinada por sus efectos gravitacionales y la calculada por la "materia luminosa" que contenían: estrellas, gas y polvo. O sea, que debía de haber una parte de masa no "visible" que justificara la diferencia. Se piensa que esté compuesta por algún tipo de partículas subatómicas todavía no descubiertas, y ahí seguimos en su búsqueda (el 3 de abril de este año, el Alpha Magnetic Spectrometer que está acoplado en la Estación Espacial Internacional, detectó un exceso no explicado de positrones de alta energía en rayos cósmicos que se dirigían a la Tierra; por ahí puede andar la materia oscura, dicen...).
 
¿Y la energía oscura? Pues es todavía más difícil de pillar. Volvemos al bueno de Schmidt. En 1998, observando la velocidad de alejamiento de supernovas muy lejanas, y tratando de demostrar que el Universo estaría frenando su expansión (como resultaría "lógico" después de 14.000 millones de años desde el Big Bang), llegó a la conclusión de todo lo contrario: que el universo se estaba expandiendo a cada vez mayor velocidad. Y la hipótesis para explicarlo: que una energía diferente (y de alguna forma opuesta a la gravitacional) sería la responsable de "tirar" del Universo hacia "afuera" y cada vez con mayor fuerza. Y así la bautizaron: "dark energy". Con varias hipótesis para explicar su origen y características, pero, sinceramente, complicadas de entender para el común de los mortales.
 
Una imagen que sí que me resulta intrigante tiene que ver con esta aceleración creciente de la velocidad a la que se alejan las galaxias lejanas. Llegará un momento (los expertos lo llaman "horizonte de eventos" y lo cifran en 16.000 millones de años-luz) en el que la luz emitida por las galaxias que lo traspasen, no llegará nunca hasta la Tierra (por decirlo de alguna manera, se estarán escapando a una velocidad mayor, en términos relativos con la Tierra, que la que su propia luz emitida es capaz de alcanzar). Es decir, estas galaxias se "apagarán" para nosotros (bueno, para los que queden por aquí dentro de 2.000 millones de años), dejando en el cielo estrellado nocturno solamente las estrellas de la Vía Láctea, Andrómeda y las de las galaxias cercanas, conocido como grupo de Virgo.

 
Claro que, para entonces, el cielo nocturno se habrá vuelto interesante con la aproximación, a una velocidad de 300 km/seg., de la galaxia de Andrómeda, cuya colisión con la Vía Láctea se prevé para dentro de 3.870 millones de años, y su fusión total, en lo que ya se ha bautizado como galaxia Lactómeda, en 5.860 millones de años.
 
Una observación de Schmidt, relacionada con este fenómeno del horizonte de eventos: Si la Tierra se hubiera formado mucho tiempo después de cuando realmente lo hizo y hoy nos encontráramos ya en ese punto del tiempo en que las galaxias lejanas hubieran desaparecido de nuestro mundo, los científicos no entenderían cómo funciona el cosmos, porque en su evolución se habría perdido una parte muy significativa de información.
 
Esfera armilar: La Tierra como centro del Universo
No sé. Cuando pienso en estas cosas, me recuerda un poco cómo la teoría geocéntrica del Universo tuvo su desarrollo y su "constatación" científica durante muchos siglos. Si la órbita observada de un planeta hacía unos giros raros, se le buscaban las vueltas hasta que encajaba en el modelo (no hay más que ver las maravillosas esferas armilares que explicaban el giro del Sol y de los planetas conocidos alrededor de la Tierra). Hasta que una explicación alternativa hizo encajar no sólo todas las piezas conocidas sino las que se iban descubriendo (y de una manera bastante sencilla y explicable). ¿No pasará esto en el futuro con el mundo de las partículas y de las energías oscuras? Aquí lo dejo escrito...
 

2 comentarios:

  1. Es como un puzzle al que le faltan todavía muchas piezas, y que puede que incluso algunas de las colocadas no estén bien puestas. Se sabe bastante poco. Como curiosidad os dejo el enlace de una noticia mundana, porque al hablar de materia oscura inconscientemente pensamos en el espacio exterior, pero no...está aquí mismo.

    http://www.elmundo.es/elmundo/2013/04/16/ciencia/1366105348.html

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  2. La materia oscura parece que está mas "clara" que la energía oscura. Las observaciones astronómicas son muy precisas y "próximas", al referirse sobre todo a nuestra vía láctea, las partículas "WIMP" candidatas para constituirla (el arroz de la paella) son compatibles con el modelo estándar de la teoría de partículas y hay importantes experimentos en marcha para detectarlas. Uno de ellos es el que menciona Charo y, por cierto, parece que ciertamente la materia oscura nos acompaña también en la tierra, aunque casi no nos habla. Otro muy espectacular es el IceCube de la Antártida, construido entre 2005 y 2010, un gigantesco detector de neutrinos de un kilómetro cúbico de hielo.

    Lo de la energía oscura parece mas cuestionable. Explica la "aparente" expansión divergente del universo asumiendo el principio Copernicano de que la tierra está en un lugar "cualquiera" del universo y que éste es, macroscópicamente, isótropo y uniforme. Sin embargo hay científicos que explican la expansión observada desde la tierra postulando que el universo tiene "grumos" de distinta densidad, que expanden a distinta velocidad y que la tierra está en la zona central de un grumo de baja densidad que se ha dilatado mas que la media (Ver "Does dark energy really exist" de T. Clifton y P.G. Ferreira en el especial del Scientific American de 2013 sobre física extrema).

    Estoy de acuerdo con Charo en que nos faltan muchas piezas del puzle, pero, qué entretenidos son los puzles de muchas piezas!!

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