El lado oscuro del Universo

Casi todo lo que hay en el universo es invisible. La materia ordinaria representa sólo el 4% del contenido del universo; el resto lo constituyen las llamadas materia y energía oscuras, dos de los descubrimientos más espectaculares e inesperados de los últimos tiempos. Estos hallazgos representan en cierto sentido una nueva revolución copernicana; una vez más, descubrimos que nuestra posición en el universo no es única ni privilegiada.

Por todo ello, este lado oscuro del universo recién atisbado supone una apasionante área de investigación de la física actual, que puede abrirnos a nuevas leyes y hechos básicos de la naturaleza.

En esta obra se analizan las evidencias de la existencia de la materia y la energía oscuras y se explican los experimentos presentes y futuros para tratar de detectarlas de forma más directa. 

El año pasado algunos cosmólogos propusieron una variante de la teoría de la energía oscura que consiste en tomar en cuenta ciertos valores, antes desdeñados, de un parámetro que la describe. Para distinguirla de la quintaesencia los científicos llamaron “energía fantasma” a la energía oscura de este tipo.

Dime cuánto brillas y te diré a qué distancia estás

Cuando no podemos acercarnos a un objeto luminoso, es posible obtener mucha información analizando su luz.

La suposición más sencilla es ésta: Si brilla mucho, está cerca; si brilla poco, está lejos. 

Pero la cosa no es tan simple: ¿qué tal si está lejos, pero su brillo intrínseco es altísimo? La luminosidad aparente de semejante objeto podría ser mayor que la de otro que está más cerca pero es más tenue, y concluiríamos erróneamente que el primero es el más cercano.

El primer patrón de luminosidad sirvió para medir distancias intergalácticas, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble calculó en 1929 las distancias de alrededor de 90 “nebulosas espirales”, como se llamaba en esa época a lo que hoy conocemos 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. Los astrónomos de principios del siglo XX esperaban encontrar la misma proporción de nebulosas espirales con corrimiento al rojo que con corrimiento al azul. En vez de eso descubrieron que todas presentan corrimiento al rojo.

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 suficientemente remoto estaban concentradas en una región muy pequeña y muy caliente y no eran galaxias, sino una mezcla increíblemente densa de materia y energía.

Hoy en día la huella de esas densidades y temperaturas aún debería estar rondando por el cosmos, pero ya muy diluida, en forma de una radiación muy tenue distribuida por todo el espacio. 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.

El modelo del Big Bang se fue ajustando con los años. Por ejemplo, a principios de los años 80, los cosmólogos (empezando por el físico Alan Guth) añadieron al modelo el concepto deinflación 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.

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.

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: 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. La luz de Albinoni y su galaxia, por ejemplo, llegó al espejo del telescopio Keck II 10 mil millones de años después de producirse la explosión. 

En las ciencias, como en la vida, las cosas tienen muchas facetas. El efecto de aceleración del Universo nos pone ante un problema el de buscar al responsable pero al mismo tiempo resuelve otro. Porque el efecto de aceleración cósmica requiere energía en cantidades. Entonces podemos reconciliar por fin el modelo inflacionario con las observaciones. La constante cosmológica es una propiedad intrínseca del espacio, es decir, el espacio simplemente es así y se acabó.

Con el descubrimiento de la expansión acelerada y la energía oscura las cosas han cambiado.  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 acompañándonos, por así decirlo. Las estrellas que la componen seguirán unidas por la fuerza gravitacional, como también seguirán unidos los planetas a sus estrellas.

Conclusión.

Durante el último cuarto del siglo XX se ha producido un enorme avance en nuestra comprensión del universo. De hecho, por primera vez en la historia, ha sido posible abordar algunas cuestiones cosmológicas, tales como la evolución y el contenido del universo, de una manera científica, basada en observaciones contrastables. Hoy creemos que el universo ha pasado por una etapa singular hace unos 13.700 millones de años, conocida como Big Bang, a partir de la cual ha evolucionado hasta la situación actual.

La etapa del Big Bang hace que exista una conexión profunda entre física de partículas y cosmología, lo ocurrido en esa etapa afecta de manera crucial a la evolución posterior del universo.

Reflexión.

Elegí este tema porque en lo personal la creación y evolución del universo me gusta es uno de los temas de mi preferencia, me suena muy interesante saber como todo tiene un inicio y sus evoluciones, las investigaciones que han sido sobre el universo. El iniciar con esta actividad me fue muy agradable ya que me gusta investigar por ello y no tuve problemas con la realización de resumen, en mi trabajo se realiza mucho el análisis de documentos y conclusiones. Me agrado mucho esta actividad y saber cosas nuevas y los avances de la historia del universo.