El lado oscuro del universo

El lado oscuro del universo

Introducción

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. 

 A continuación, veremos conceptos muy actuales en el campo de la cosmología. Será que hay una conexión muy profunda entre lo infinitamente grande (escalas de todo el universo) y lo infinitamente pequeño˜ (escala sub-atómica, la misma estructura del espacio). También veremos que nosotros (y toda la química) somos una minoría en el universo: la materia compuesta de los elementos las moléculas etc. compone solo un 4% de todo el contenido del Universo: el resto es “oscuro” en el sentido que todavía no ha sido “visto” o detectado directamente (pero si indirectamente). Y lo más sorprendente será la naturaleza del lado oscuro del Universo.

Desarrollo

Todos conocemos la materia que nos rodea, desde los átomos de los que estamos hechos, nuestro entorno, hasta las estrellas y galaxias. Pero todo eso que vemos, tú, yo, las estrellas, galaxias solo conforma el 4 o 5% del universo. Existe un95-96 % restante que no sabemos que es, ese “lado oscuro” del universo, pero vemos sus efectos. Esto es lo que los científicos han llamado materia oscura y energía oscura

Energía oscura

Es la energía que domina el espacio la cual compone aproximadamente el 69% del universo. Esta energía de repulsión provoca la expansión del universo, oponiéndose a la gravedad (mayormente debida a la materia oscura).

Ha habido distintos postulados acerca del movimiento del espacio. Desde siempre se ha dado por hecho que el universo es estático. El mismo Einstein estaba convencido de ello, creyendo después que fue su mayor error. Sin embargo el astrónomo Edwin Hubble llegó a la conclusión de que las galaxias se están separando unas de otras, y que cuánto más lejos está la galaxia más rápido se aleja.
Esto lo vio midiendo lo que se llama “el desplazamiento al rojo” causado por el efecto Doppler de la luz. Imaginemos que la onda de la luz es un muelle que entre máximo y máximo hay una determinada longitud, llamada longitud de onda, entonces cuando el espacio entre las galaxias aumenta, la luz contenida en el espacio se comporta como si el muelle seestirase. El desplazamiento al rojo viene porque el rojo es la mayor longitud de onda del espectro visible. Si por ejemplo una estrella de otra galaxia debería emitir luz azul (la menor longitud de onda visible) y la vemos roja eso quiere decir que la estrella y por tanto la galaxia que la contiene, se aleja a gran velocidad.

Cuando no podemos acercarnos a un objeto luminoso (¡o no nos atrevemos!), 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. En aquel campamento, y apremiados por el miedo, nuestros cerebros optaron instintivamente por la solución simple: suponiendo que la linterna de nuestros visitantes tenía el mismo brillo intrínseco que las nuestras, lo tenue de la lucecita misteriosa nos daba una idea de la distancia. Desde luego, todo esto lo hicimos automáticamente, igual que calculamos sin saber física, cuánto impulso imprimirles a las piernas para saltar de un lado al otro de un arroyo.

Los astrónomos usan el mismo método para determinar las distancias más grandes en el Universo —las que median entre las galaxias— pero lo hacen con más conocimiento que mis amigos y yo. 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.

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?

Conclusión

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… ejém… 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 (como la han llamado los cosmólogos, pero no porque sea maligna, sino porque 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.

Reflexión

¿Por que has elegido este tema?

me pareció un tema muy profundo y de mucho interés aparte pues es un tema poco común para poder ampliar mis conocimientos sobre la ciencia del universo
¿De donde partiste para empezara escribir?
partí de información previamente leída y analizada para poder exponer la idea principal del tema.

Sergio de Régules, Revista ¿Cómo ves?, Licia Verde, ICREA & Instituto de Ciencias del Cosmo, Barcelona.