EL LADO
OSCURO DEL UNIVERSO
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. ¿Qué será?
Lo
que está escrito en el cielo
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.
Los astrónomos 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…).
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.
¿Dónde quedó 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.
Las supernovas “Ia” son muy intensas, lo que permite
verlas desde muy lejos, y alcanzan todas aproximadamente el mismo brillo
intrínseco, por lo que son excelentes patrones de luminosidad. Hoy en día, las
supernovas “Ia” son el patrón más usado para determinar distancias a galaxias
muy lejanas. Una supernova es una
estrella que hizo explosión
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: 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. Por ejemplo, la luz de una
supernova puede tardar en llegar al espejo de un telescopio en la tierra unos
10 mil millones de años.
El lado oscuro
La edad del universo 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.
Hay más energía en el Universo de la que habíamos visto
hasta hoy. 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).
Pero, ¿qué es la energía oscura? O por lo menos, ¿qué
podría ser?
Antes de 1929 todo el mundo creía que el Universo era
estático. Cuando la teoría general de la relatividad mostró que no podía ser
así, Einstein 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.
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 del espacio, tendrías que extraer toda la
materia, aislarla de fuentes de energía externas, eliminar todos los campos
(eléctricos, magnéticos, gravitacionales). 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 (que en realidad es toda una clase de
posibilidades) es que la energía oscura provenga de un nuevo tipo de campo,
parecido a los campos eléctricos y magnéticos, al que algunos cosmólogos llaman quintaesencia.
La quintaesencia podría interactuar con la materia y cambiar de valor.
Adiós, mundo cruel
El Universo se va a acabar, es interesante preguntarse
cómo podría ser el final. Antes de 1998 se consideraban, en esencia, dos
posibles capítulos finales para el Universo: En
el primer caso el Universo terminaba con un colosal apachurrón exactamente
simétrico al Big Bang; en
el segundo, la expansión seguía eternamente, diluyendo el cosmos y haciéndolo
cada vez más aburrido.
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.
Nuestra propia galaxia seguirá acompañándonos, 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.
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.
Si la energía oscura resulta ser de tipo energía
fantasma, el final del Universo será muy distinto a lo que nos habíamos
imaginado. Según el físico Robert Caldwell y sus colaboradores, 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.
Elegí esta lectura porque atrajo mi atención el título,
se me hace muy interesante y a partir de leer varias veces la lectura comencé a
escribir
