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¿Cómo podríamos resolver la estructura del Universo?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en General    ~    Comentarios Comments (7)

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Disco circumnuclear de La Galaxia

 

 

“Imaginaos ese instante en el que los murmullos se arrastran discretamente y las espesas tinieblas llenan el gran navío del Universo.”

 

Esas palabras de Chakesperare en Enrique V (acto IV, esc. 1), nos podría valer ahora a nosotros estrapolarlas a este tiempo y haciendo un ejercicio de imaginación, convertir esas tiniebles en la materia oscura imaginaria”, esa clase de materia que postulan los cosmólogos, que no podemos ver, que no emite radiación, que no sabemos de qué está hecha y, en realidad, tampoco sabemos donde está (sólo lo suponemos) pero, nos soluciona, de un plumazo, todos los problemas de la estructura del Universo. Esa clase de materia “invisible e indetectable” que sí emite, sin embargo, la fuerza gravitatoria y podría explicar el ritmo a grandes escalas que hemos podido observar en el comportamiento de nuestro universo y que antes de la llegada de la “materia oscura”, no sabíamos, a qué era debido… “¡ahora sí lo sabemos!”. Bueno, al menos, eso dicen algunos pero, lo tienen que demostrar.

Estrellas orbitando en torno a SgrA*

Sabemos, por ejemplo que, en el centro de la Galaxia, en Sagitario A, reside un gran mostruo que tiene tres millones de masas solares y, en la imagen de arriba podemos ver a un grupo de estrellas que lo orbitan en un perído de 15 años. Hemos hablado aquí de ese lugar, del Centro galáctico y, también de otras regiones que tienen inmensos Agujeros Negros que, al ser singularidades, hacen que el tiempo allí se distorsione y que el espacio adquiera una curvatura infinita. Sin embargo, la “materia oscura” no está compuesta por esos objetos exóticos y, según los cosmólogos, es otra cosa diferente, algo que no sabemos lo que es, algo que no podemos ver, algo que no tenemos ni idea de cómo se pudo formar ni de cuanto tiempo lleva aquí y de qué clase de partículas estará formada. La “materia oscura”  es, en realidad, un auténtico misterio. Todos hablamos de ella pero…, ¡nadie sabe lo que es!

 

Hablar de la materia oscura es mí como hacerlo de esos personajes y animales míticos que sólo están en la mente del autor que nos narra una historia en la que, pueden estar presentes los Unicornios y también los más extraños personajes y animales que sólo existen en las peores pasadillas de mundos inimaginalbes.

Con la Materia Oscura nos pasa como cuando un enfermo terminar recibe la noticia de que ha aparecido un medicamento milagroso que podría curar su mal. Allí ponen todas sus esperanzas. parecer extraño que los cosmólogos pongan todas sus esperanzas  en comprender el Universo centrándolo en una materia tan misteriosa como esa, pero eso es lo que está sucediendo en nuestros días.

Y no es que se trate  simplemente de agarrarse a un “clavo ardiendo”: aprovecharnos de la ignorancia de la naturaleza de la materia oscura adjudicarle todas las propiedades que se requieran para resolver los problemas más inmediatos. ¿Qué falta hace conocer las propiedades de clase de materia para que nos resuelva, por ejemplo,  el problema de la formación de las galaxias? Según la expansión de Hubble, las galaxias no tendrían que haberse formado, toda vez que la materia estaba “corriendo” y no hubiera tenido tiempo para formarlas. Sin embargo, algo tenía que estar allí presente que la !agarró” y la retuvo para que las galaxias se pudieran formar. ¿Sería la “materia oscura”?

Cuando nos encontramos con un problema desconocido del que ignoramos los motivos que lo producen, rápidamente construimos un modelo hipotético que lo resuelve y, nuestra ignorancia, queda a salvo y fuera de la vista de los demás.Según las leyes de la mecánica de Newton, la velocidad de una estrella a lo largo de su órbita depende de la masa de la galaxia contenida dentro de la órbita de la estrella. Sin embargo, la masa visible es mucho menor que lo esperado. ¿Donde está la masa que falta?

De la misma manera, las galaxias en el Universo se agrupan en cúmulos y supercúmulos de galaxias que para mantenerse unidos necesitan una inmensa cantidad de materia que genere la fuerza de gravedad necesaria para conseguirlo. Sin embargo, esa masa requerida no se observa ¿Donde está? ¿Cómo se comportan las galaxias como si estiuviera allí pero no se deja ver?

¿Cómo podríamos detectar la presencia de la Materia Oscura? ¿Cual será la naturaleza de la Materia Oscura? ¿Será posible que los objetos que constituyen la materia oscura del universo (si es que finalmente existe esa materia), esten formados por partículas que no hemos llegado a conocer por no emitir radiación y ser diferentes a los Quarks a los leptones que conforman los átomos de materia bariónica? A mí particularmente lo que más me llama la atención es que no teniendo ninguna de las propiedades que tiene la materia radiante, sí en cambio pueda emitir la fuerza gravitatoria que es, en definitiva, la que conviene en este caso explicar lo inesplicable.

Lo cierto es que andamos perdidos. Hay cosas en el vasto universo que no podemos explicar. La idea básica del papel de la materia oscura es fácil de entender. Como todos hemos llegado a saber, partimos de una dificultad primera que no hemos sabido resolver, nadie ha podido imaginar cómo evolucionó el universo, ya que tiene que ver con el hecho de que, si el cosmos entero está hecho de materia normal, la formación de galaxias no pudo haber empezado hasta muy avanzado el “juego”, después de que el universo se ha enfriado hasta el punto de que pueden existir átomos y la radiación se pueda desaparejar. entonces, la expansión de Hubble habría diseminado tanto la materia que la gravedad por sí sola no sería suficientemente fuerte reunir cúmulos antes de que  todo se escapara de su alcance.

¿Y si la materia oscura no importa? Para todo aquellos escépticos, un matemático italiano ha conseguido lo nunca antes visto. El hombre ha llegado a través de una serie de fórmulas complejas y con extraordinaria similitud, trazar las curvas de la rotación de las galaxias espirales sin necesidad de materia oscura. Dicho de otra , a través de sus cálculos, el matemático ha representado la fuerza que mantiene unidas a las galaxias sin la necesidad de materia oscura. El ha sido expuesto en contra y frente al razonamiento deductivo de toda la comunidad científica.

Hasta ahora todos los experimentos científicos tenían a la materia oscura como esencial del entendimiento de las galaxias, para explicar aquello que no vemos. Si contamos la cantidad de masa en las galaxias espirales como la nuestra y luego tomamos el modelo de su rotación, obtenemos una imagen muy diferente a la que empíricamente se observa. La cantidad de masa en el centro de las galaxias espirales es enorme pero las estrellas exteriores se mueven alrededor de los discos galácticos con tanta rapidez que deberían volar hacia el espacio interestelar.

Lo cierto es que, no todos están de acuerdo con la existencia de la materia oscura y creen que los fenómenos que observamos se deben a otros parámetros que nos son desconocidos, e, incluso, podría tratarsde de alguna propiedad desconocida de la Fuerza de la Gravedad, o, ¿por qué no? podrían ser fluctuaciones del vacío que rasgan el espaciotiempo y dejan entrar, en nuestro universo, esa fuerza misteriosa que incide directamente en el comportamiento de nuestras galaxias y estrellas…lo cierto es que, no sabemos, realmente lo que pueda ser el motor conductor de esa anomalía observada y, sin embargo, ahí estamos con “la materia oscura por aquí” “la matería oscura por allá” y, la representamos de mil maneras distintas para poder convencer, a los excepticos .

http://universitam.com/academicos/wp-content/uploads/2012/03/materia-oscura.jpg

        El colmo de los colmos está en noticias como esta:

“3 marzo 2012. Los astrónomos que usan datos del Telescopio Hubble de la NASA han observado lo que parece ser un grupo de materia oscura que es parte de restos de un naufragio entre los cúmulos masivos de galaxias. El resultado podría desafiar las teorías actuales sobre la materia oscura que predicen que las galaxias deberían estar ancladas a la sustancia invisible, incluso durante el choque de una colisión.” (¿ … ?).

 

File:A520-mass+xray+lum-4up-m-1.jpg

                                           Abell 520. Imaged January 2012.
Credit: NASA

Abell 520 es una fusión gigante de cúmulos de galaxias situadas a 2,4 mil millones de años luz de distancia. La materia oscura no es visible, aunque su presencia y la distribución se encuentra indirectamente a través de sus efectos. La materia oscura puede actuar como una lupa, curvar la luz y causar la distorsión de las galaxias y cúmulos detrás de ella. Los astrónomos pueden usar este efecto, llamado lente gravitacional, inferir la presencia de materia oscura en los cúmulos de galaxias masivas”.

He podifdo leer en elgún medio: ”…han observado lo que parece ser un grupo de materia oscura que es de restos de un naufragio entre los cúmulos masivos de galaxias” ¿Qué tonteria es esa?

http://farm5.static.flickr.com/4082/4926930572_8c5822e95c.jpg

Imágenes estas tratan de explicar lo que no tiene explicación y, “explican” a su conveniente manera lo que ahí se está viendo y que, no es, necesariamente, lo que la explicación que se nos da quiere dar a entender. Me recuerda a los astrónomos de la antigüedad, cuando miraban al cielo y explicaban los fenómenos observados que estaban relacionados con el futuro de su rey, o, si eran los sacerdotes del templo los que lo explicaban, aquellos fenómenos estaban siempre relacionados con su religión y creencias. Ahora, guardando las distancias, son los mismos astrónomos y sacerdotes los que nos hablan de la materia oscura.

Un grupo de astrónomos que utilizó telescopios de ESO anunció en abril una sorprendente falta de “materia oscura” en la galaxia dentro de la vecindad del Sistema Solar. Pero, me pregunto yo, si no sabemos es la materia oscura, ¿de qué manera podemos detectar su falta o su presencia? Las contradicciones saltan a la vista cuando escuchamos lo que dicen diferentes grupos de astrónomos y cosmólogos que, estando a ciegas (como todos) en esa realidad que ignoran, echan mano de la materia oscura con desesperación.

Por otra , el galimatias que se está formando en torno a la materia oscura es descomunal. ¿Cuántos estudios se han realizado con resultados dispares? Unos dicen que la materia oscura “se observa alrededor de las Galaxias” y otros, por el contrario, vienen a decirnos que la falta de materia oscura en las galaxias es desconcertante. ¿En qué quedamos?

Así las cosas, tenemos que convenir en una realidad que nadie puede negar: La materia oscura (al menos de momento) es algo intangible, algo que ¡se ha pensado que pueda existir! a partir de las anomalías observadas en el comportamiento de las galaxias y que nadie sabe explicar a qué puede ser debido y, en esas estábamos cuando alguien, mencionó la “materia oscura” y, todos se lanzaron en tropel sobre ella…, ¡era la salvación!

De todos es bien conocido mi excepticismo hacia la dichosa “materia oscura” que, no niego que pueda existir pero, lo que siempre me ha chocado es que todos hablan de “ella” como si estuviera ahí, a la vista. La han convertido en algo familiar y cercano cuando…, ¡está tan lejos…! Incluso el Gravitón, del que todos hablan como una partícula hipotética, un Bosón mediador en la fuerza gravitatoria, tiene más sentido que la materia oscura. Todas las fuerzas tienen partículas mediadoras como los Gluones la fuerza nuclear fuerte, las W+, W y Zº la fuerza débil, el fotón para el electromagnetismo y, el Gravitón para la fuerza de Gravedad que siendo la más débil de todas, no deja ver el cuanto de energía intercambiado en una interacción gravitacional.

¿La materia oscura? Sí, es la prueba palpable de nuestra ignorancia, de lo que decimos que sabemos pero que, en realidaddad desconocemos. Ya decía un físico famoso y Premio Nobel que, la materia oscura era la alfombra bajo la cual, barríamos nuestra ignorancia.

emilio silvera

 

  1. 1
    emilio silvera
    el 4 de diciembre del 2014 a las 9:38

    Lo que nuestros ojos ven, y los oídos oyen, nuestras mentes se lo creen. No siempre esas vistas y esos ruidos son lo que parece ser y, el mensaje que enviamos al cerebro hace que la Mente, el intelecto, recicle unos datos erróneos de lo que es, o, mejor, de lo que hemos creído que es. Los sentidos que son los transmisores de información al cerebro, no son todo lo fino que nos podría hacer falta y, tanto la visión como el oído y los demás sentidos, son limitados, imperfectos, y, esa limitación nos lleva a escenificar un mundo que, no siempre, se ajusta a la realidad.
    Muchos son los ejemplos que de ello podríamos poner y, la materia oscura… ¡podría ser uno de ellos! Confundimos lo que en realidad significa lo que estamos observando y no sabemos, dar el verdadero significado de lo que acontece. Nos intentamos la materia oscura para dar una respuesta al por qué, las estrellas dentro de las galaxias y las galaxias en el universo, se mueven a la velocidad que lo hacen y se van separando las unas de las otras en una expansión del espacio que no hemos llegado a comprender.
    Claro que, como he dicho muchas veces aquí: “El Universo se expande y, nuestras mentes también”, algún día, cuando la evolución de nuestros cerebros alcance ese nivel que en el futuro tendrá, entonces sí, comprenderemos muchas cosas que ahora se nos escapan y podremos responder a preguntas planteadas que nadie, hasta el momento, ha sido contestar.
    ¡Comprender y resolver las grandes estructuras del Universo! Bueno, sin olvidar las no tan grandes, esas infinitesimales “cositas” que son las responsables de esas otras más grandes y que habitan en ese misterioso “mundo” cuántico que tampoco hemos llegado a comprender…, del todo.
    Muchos son los secretos que tenemos que desvelar y, dicho sea de paso, menos mal que es así. Cuando lo sepamos todo, cuando no tengamos ninguna pregunta que hacer, cuando la curiosidad no tenga sentido… ¡Llegará la decadencia!

    Responder
  2. 2
    Ramon Marquès
    el 4 de diciembre del 2014 a las 20:35

    Hola Emilio:
    La partícula sufre el frenado en el espacio de Higgs y a partir de éste suceden la gravedad, la masa y la inercia. A mi me parece que este efecto frenado, que directamente da la gravedad, no tiene porqué ser igual en todos los sitios, por ejemplo aquí o al centro de la galaxia. Siendo así, la materia oscura resultaría ser un error de cálculo.
    Amigo Emilio, recibe un afectuoso abrazo. Ramon Marquès 

    Responder
    • 2.1
      emilio silvera
      el 5 de diciembre del 2014 a las 10:55

      Buenas, amigo Ramón:
      Siempre es grato ver por aquí a loos buenos amigos. Y, de lo que dices e intuyes sobre lo que sucede en los océanos de Higgs, es posible que sean así las cosas aunque, no necesariamente en el mismo orden. En cuanto a que la gravedad no es igual en todas partes, quiero comprender que lo que tratas de decir es que no se comporta de la misma manera según qué circunstancias y, en eso, amigo mío, estamos de acuerdo, toda vez que la gravedad que podamos sentir en el espacio exterior no será la misma que se siente en la superficie de la Tierra o en lo alto de la Torre Eiffel.
      Un cordial saludo y que la salud te acompañe amigo.

      Responder
  3. 3
    Ramon Marquès
    el 6 de diciembre del 2014 a las 21:09

    Querido Emilio:
    Pretendo decir que, si la gravedad es el efecto frenado como pienso, este efecto frenado tiene que variar su mecanismo intrínseco según el lugar, es decir tienen que variar la fuerza de sus vectores de traslación y de frenado según el lugar. Por ejemplo, un planeta idéntico a la tierra que se encuentre en el centro de la galaxia tiene que pesar mucho más. Creo que todo se arreglaría variando la G en la fórmula de Newton.
    Un fuerte abrazo. Ramon Marqués
     

    Responder
  4. 4
    Emilio Silvera
    el 7 de diciembre del 2014 a las 8:24

    Buenos días, amigo Ramón:

    ¿Que duda nos puede caber de que en tal situación, la gravedad del planeta sería mayor? En la misma Tierra, la fuerza de gravedad sería diferente según la situación en la que nos podamos encontrar, aunque sus efectos seán mínimos. La Gravedad ha sido siempre un  buen dolor de cabeza para los científicos y su prcisión (a pesar de Newton y Einstein), sólo se precisa con una exactitud de 1 entre 10.000. La atracción gravitatoria se singulariza por su extrema pequeñez, es la menor de las cuatro fuerzas fundamentales y, aún así, ¡tan importante!

    ¡Lástima que tu teoría del efecto frenado no sea empiricamente comprobada! Podría dar alguna sorpresa y aclarar algunos puntos que, de momento, no están nada claros…

     

    
   G =
   6.67384(80) \cdot 10^{-11}~\mathrm{\frac{m^3}{kg \cdot s^2}}

    “Sólo se sabe con certeza que son correctas las primeras cifras decimales: se trata de una de las constantes físicas que han sido determinadas con menor precisión. Esto ocasiona dificultades a la hora de medir con precisión la masa de los diferentes cuerpos del Sistema solar, como el Sol o la Tierra. Y otras constantes derivadas como la constante de Einstein.”

    En la teoría de la relatividad aparece otra constante llamada constante de la gravitación de Einstein que viene dada por:

     

    
   G_E =
   \frac{8\pi G}{c^2}

    Esta constante es el factor de proporcionalidad entre el tensor de curvatura de Einstein (que es una medida de la intensidad del campo gravitatorio) y el tensor de energía impulso de la materia que provoca el campo y que, de alguna manera, me recurerda los efectos que describes en tu “efecto frenado”.

    Un abrazo amigo.

     

     

     

     

     

    Responder
  5. 5
    Ramon Marquès
    el 7 de diciembre del 2014 a las 20:57

    Amigo Emilio:
    Gracias por tus explicaciones. ¿Conoces a alguien del CERN o del LHC con quien me pueda comunicar?
    Un fuerte abrazo. Ramon Marquès

    Responder
    • 5.1
      Emilio Silvera
      el 8 de diciembre del 2014 a las 7:25

      Buenos días amigo Ramón:

      No tienes que dar las gracias por nada y, como ya debes saber, aquí intercambiamos opiniones y pareceres los unos con los otros y, desde luego, no consideramos saber más que ningún otro. De hecho, aprendemos cosas nuevas con algunos comentarios de los visitantes que, a veces, nos sorprenden.

      Hace tiempo ya que dejé de tener contacto con algunos miembros del CERN (ya jubilados), y, aunque en su momento me presentaron a varios (la madrileña María Chamizo, una física experimental del CERN que está destinada en el Detector CMS, y, también a Frederic Toubert, un físico catalán del Detector LHCb), lo cierto es que no tengo amistad con ninguno de ellos. Sin embargo, si me dices tu intención concreta para el contacto, quizás pueda hacer una gestión en la Real Sociedad Española de Física (de la que soy miembro numerario y donde sí tengo algunos amigos que, podrían facilitar tal contacto.

      Siento no poder ayudarte de manera rápida y directa pero, si tu interés es grande y buscas algo concreto, envíame un correo a la dirección emilio.silvera.v@gmail.com y, no dudes de que haré las gestiones para tratar de encontrarte ese contacto. El hecho de que te pida más concresión es por la simple razón de que, si te consigo ese contacto, que éste sea el adecuado a lo que andas buscando.

      Un abrazo.

      Responder

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