domingo, 19 de noviembre del 2017 Fecha
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Lo que se cree sobre el Universo

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El origen    ~    Comentarios Comments (2)

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Según la teoría del Big Bang, el Universo se originó en una singularidad espaciotemporal de densidad infinita matemáticamente paradójica. El universo se ha expandido desde entonces, por lo que los objetos astrofísicos se han alejado unos respecto de los otros. Es decir, lo que se ha expandido ha sido el espacio, con lo cual, no se viola el principio de la relatividad de la velocidad de la luz, toda vez que, los objetos, nunca pudieron sobrepasar dicha velocidad.

The massive compact star cluster in NGC 3603 and its surrounding

El Universo

 

 

El Universo es todo lo que podemos tocar, sentir, percibir, medir o detectar. Abarca los cosas vivas, los planetas, las estrellas, las galaxias, las nubes de polvo, la luz e incluso el tiempo. Antes de que naciera el Universo, no existían el tiempo, el espacio ni la materia. Esto es lo que podemos deducir sobre el Universo en cualquier lugar que podamos mirar y, ciertamente, es difícil hacerse una idea a que todo esto, pudiera ser de esta manera. Que a partir de un punto de “infinita densidad y energía surgieran tantas cosas… ¡Es difícil de creer! Sin embargo, es la mejor versión que tenemos.
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El universo es la totalidad del espacio y del tiempo, de todas las formas de la materia, la energía y el impulso, las leyes y constantes físicas que las gobiernan. Sin embargo, el término también se utiliza en sentidos contextuales ligeramente diferentes y alude a conceptos como cosmos, mundo o naturaleza.

Observaciones astronómicas indican que el universo tiene una edad de 13,73 ± 0,12 millardos de años (entre 13 730 y 13 810 millones de años) y por lo menos 93 000 millones de años luz de extensión.2 El evento que dio inicio al universo se denomina Big Bang. Se denomina Big-Bang a la singularidad que creó el universo. Después del Big Bang, el universo comenzó a expandirse para llegar a su condición actual, y continúa haciéndolo.

Resultado de imagen de La expansión del Universo más rápida que la luz

No es algo sencillo de entender, pero vamos a explicarlo poco a poco para que quede claro. Imaginemos una tela elástica sobre la que dibujamos dos puntos …

Debido a que, según la teoría de la relatividad especial, la materia no puede moverse a una velocidad superior a la velocidad de la luz, puede parecer paradójico que dos objetos del universo puedan haberse separado 93 mil millones de años luz en un tiempo de únicamente 13 mil millones de años; sin embargo, esta separación no entra en conflicto con la teoría de la relatividad general, ya que ésta sólo afecta al movimiento en el espacio, pero no al espacio mismo, que puede extenderse a un ritmo superior, no limitado por la velocidad de la luz. Por lo tanto, dos galaxias pueden separarse una de la otra más rápidamente que la velocidad de la luz si es el espacio entre ellas el que se dilata.

Resultado de imagen de La radiación de fondo de microondas

        La radiación de fondo de microondas

Mediciones sobre la distribución espacial y el desplazamiento hacia el rojo (redshift) de galaxias distantes, la radiación cósmica de fondo de microondas, y los porcentajes relativos de los elementos químicos más ligeros, apoyan la teoría de la expansión del espacio, y más en general, la teoría del Big Bang, que propone que el universo en sí se creó en un momento específico en el pasado.

Observaciones recientes han demostrado que esta expansión se está acelerando, y que la mayor parte de la materia y la energía en el universo son las denominadas materia oscura y energía oscura, la materia ordinaria (bariónica), solo representaría algo más del 5 % del total (véanse materia oscura y energía oscura).

Los experimentos sugieren que el universo se ha regido por las mismas leyes físicas, constantes a lo largo de su extensión e historia. Es homogéneo e isotrópico. La fuerza dominante en distancias cósmicas es la gravedad, y la relatividad general es actualmente la teoría más exacta para describirla. Las otras tres fuerzas fundamentales, y las partículas en las que actúan, son descritas por el Modelo Estándar. El universo tiene por lo menos tres dimensiones de espacio y una de tiempo, aunque experimentalmente no se pueden descartar dimensiones adicionales muy pequeñas. El espacio-tiempo parece estar conectado de forma sencilla, y el espacio tiene una curvatura media muy pequeña o incluso nula, de manera que la geometría euclidiana es, como norma general, exacta en todo el universo.

Resultado de imagen de Universo que se rige por principio causales

                      La gravedad generada por los grandes cuerpos determina la geometría del Espacio

La ciencia modeliza el universo como un sistema cerrado que contiene energía y materia adscritas al espacio-tiempo y que se rige fundamentalmente por principios causales.

Basándose en observaciones del universo observable, los físicos intentan describir el continuo espacio-tiempo en que nos encontramos, junto con toda la materia y energía existentes en él. Su estudio, en las mayores escalas, es el objeto de la cosmología, disciplina basada en la astronomía y la física, en la cual se describen todos los aspectos de este universo con sus fenómenos.

La teoría actualmente más aceptada sobre la formación del universo, fue teorizada por el canónigo belga Lemaître, a partir de las ecuaciones de Albert Einstein. Lemaitre concluyó (en oposición a lo que pensaba Einstein), que el universo no era estacionario, que el universo tenía un origen. Es el modelo del Big Bang, que describe la expansión del espacio-tiempo a partir de una singularidad espaciotemporal. El universo experimentó un rápido periodo de inflación cósmica que arrasó todas las irregularidades iniciales. A partir de entonces el universo se expandió y se convirtió en estable, más frío y menos denso. Las variaciones menores en la distribución de la masa dieron como resultado la segregación fractal en porciones, que se encuentran en el universo actual como cúmulos de galaxias.

Resultado de imagen de El Big Rip

A diferencia del Big Crunch, en el que todo se condensa en un solo punto, en el Big Rip el Universo se convertiría en partículas subatómicas flotantes que permanecerían para siempre separadas, sin cohesión gravitatoria ni energía alguna.

En cuanto a su destino final, las pruebas actuales parecen apoyar las teorías de la expansión permanente del universo (Big Freeze ó Big Rip, Gran Desgarro), que nos indica que la expansión misma del espacio, provocará que llegará un punto en que los átomos mismos se separarán en partículas subatómicas. Otros futuros posibles que se barajaron, especulaban que la materia oscura podría ejercer la fuerza de gravedad suficiente para detener la expansión y hacer que toda la materia se comprima nuevamente; algo a lo que los científicos denominan el Big Crunch o la Gran Implosión, pero las últimas observaciones van en la dirección del gran desgarro.”

Ahora, Roger Penrose, de la Universidad de Oxford y uno de los físicos más brillantes de la actualidad, cree haber detectado “atisbos” de la existencia de otro universo. Uno que existía antes que el Big Bang. Lo cual pone, literalmente, patas arriba las teorías cosmológicas actuales. En un artículo recién publicado en ArXiv.org, Penrose explica que ha llegado a esa extraordinaria conclusión tras analizar, en los datos del satélite WMAP, ciertos patrones circulares que aparecen en el fondo de microondas cósmico y que sugieren, ni más ni menos, que el espacio y el tiempo no empezaron a existir en el Big Bang, sino que nuestro universo existe en un ciclo continuo de “rebotes” que él llama “eones”.

Según Penrose, lo que actualmente percibimos como nuestro universo, no es más que uno de esos eones. Hubo otros antes del Big Bang y habrá otros después. Unas ideas que se oponen frontalmente al modelo cosmológico más extendido en la actualidad: el de universo inflacionario. Según dicho modelo, el universo empezó en un punto de densidad infinita (el Big Bang) hace aproximadamente 13.700 millones de años, se expandió de forma extremadamente rápida durante una fracción de segundo, y ha continuado expandiéndose mucho más lentamente desde entonces, un tiempo durante el cual han ido surgiendo galaxias, estrellas, planetas y, finalmente, los seres humanos.

El tiempo antes del Big Bang que describe Penrose, está convencido de que el modelo inflacionario no cuadra con el bajísimo estado de entropía que hizo posible el nacimiento del universo tal y como lo conocemos. Y tampoco cree que el espacio y el tiempo empezaran a existir en el momento del Big Bang, sino que el Big Bang fue, de hecho, sólo uno entre una serie de muchos acontecimientos similares, con cada uno marcando el inicio de un nuevo “eón” en la historia del universo. Las teorías de Penrose implican que, en un futuro lejano, el universo volverá, de alguna manera, a tener las condiciones que hicieron posible el Big Bang. Según el físico, en esos momentos la geometría del universo será suave y lineal, muy diferente a como es ahora, con abundantes picos y discontinuidades.

«La materia oscura puede ser ‘otra dimensión’, tal vez incluso un importante sistema de transporte galáctico. […]

En Interstellar, la película de ciencia ficción de Christopher Nolan, los protagonistas cruzan un agujero de gusano hallado fortuitamente en las cercanías de Saturno que permite viajar a varios mundos potencialmente habitables fuera del Sistema Solar.  A veces pienso que, hablar de esto es casi lo mismo que hablar de cómo se creó en el Universo, en ambos casos, existen espacios oscuros que nos alejan de la posible verdad de lo que pudo ocurrir o de lo que podrá ser posible.

Esta futura continuidad de forma, afirma, permitirá una transición desde el final del actual eón, con un universo muy expandido e infinitamente grande, al inicio del siguiente, cuando de nuevo se hará infinitamente pequeño para estallar formando el siguiente Big Bang. Pruebas en el fondo cósmico El físico asegura que ha encontrado pruebas que sostienen lo que dice. Y que esas pruebas están en el fondo cósmico de microondas, los ecos lejanos del propio Big Bang, una especie de rescoldo de aquella gran explosión que es detectable, hoy, en cualquier punto del universo. Analizando, junto a su colega armenio Vahe Gurzadyan, siete años de datos del satélite WMAP, que está diseñado precisamente para medir el fondo de microondas, Penrose ha detectado con claridad una serie de “círculos concéntricos”, regiones en el cielo de microondas en los que el rango de temperatura de la radiación es notablemente menor que en otros sitios. Son precisamente esos círculos los que nos permiten “ver” a través del Big Bang, vislumbrando el eón que que existió anteriormente. Los círculos, dicen Penrose y Gurzadyan, son marcas dejadas en nuestro eón por las ondulaciones esféricas de las ondas gravitatorias que se generaron cuando los agujeros negros colisionaron en el eón anterior.

Penrose, sin embargo, encuentra problemas con la descripción inflacionaria, y en particular, cree que no puede tener en cuenta el bajísimo estado de entropía en el que se cree que nació el universo … un grado de orden extremadamente alto que hizo posible la materia compleja … el investigador no cree que el espacio y el tiempo empezaran a existir en el momento del Big Bang, sino que el Big Bang solo fue uno de los numerosos cambios que marcaron el inicio de un nuevo “eón” en la historia del universo … ¡Antes hubo mucho más!

 

Y estos círculos, sostienen, suponen un serio problema para la teoría inflacionaria, según la cual la distribución de las variaciones de temperatura en el cielo deberían ser Gaussianas, o aleatorias, en lugar de tener estructuras discernibles en su interior. Si Penrose tiene razón, cambiará por completo la forma que tenemos de percibir el universo en que vivimos, su nacimiento y su destino final.

Amigos míos, lo cierto es que, seguros lo que se dice seguros… ¡No lo podemos estar! Ya que, los modelos actuales del Universo, aunque algunos, como el Big Bang, parece que se puede acercar a esa realidad que buscamos, lo cierto es que, nos deja muchas zonas oscuras y, afirmar nada podemos.

emilio silvera

 

  1. 1
    Emilio Silvera
    el 14 de octubre del 2017 a las 7:08

    El Universo que conocemos es bastante viejo y, nosotros, hemos llegado, en ese contexto temporal del tiempo universal, hace unos pocos minutos. Sin embargo, y, a pesar del poco tiempo que llevamos aquí, no podemos negar que es encomiable la labor de investigación realizada para saber, de dónde venimos de verdad, y, desde luego, sobre el propio Universo hemos hecho muchos estudios y observaciones que nos pueden dar una base para lanzar conjeturas plausibles.

    No podemos saber si, realmente, el Tiempo nació con el Big Bang, o, por el contrario, existió otro Tiempo anterior, si el Big Bang, definitivamente, es un producto cíclico de universos que nacen una y otra vez provenientes de tiempos anteriores. Lo cierto es que, nunca hemos podido ir más allá del Tiempo de Planck, y, precisamente por eso, no sabemos lo que en aquel “tiempo” pudo existir.

    No es descabellado pensar que el Universo sea el producto de una fluctuación del vacío, y, desde luego, no la única. Y, si es así, no tenemos ni tendremos medio en el futuro para saberlo, con lo cual, todo se quedará en una especulación, y, es bien sabido lo dados que somos a conjeturar sobre lo que no sabemos.

    ¿Es único nuestro Universo? Posiblemente no. ¿Es única nuestra Galaxia? ¿Es la estrella llamada Solo la única? Si nos detenemos a estudiar el comportamiento de nuestro Universo, veremos que todo, sin excepción, está repetido una y otra vez y, siendo así (que lo es)… ¿Por qué con los Universos tendría que ser diferente? Simplemente se trata de que, tal hecho, no lo podemos confirmar… ¡Por el momento!

    Son muchas las cosas que nos sabemos y otras que, no hyemos llegado a comprender y, cuando eso sucede, tendemos a “inventarnos” cómo nos gustarían que fuesen las cosas: “materia y energía oscuras” por ejemplo, con estos dos parámetros, el Universo nos cuadra y se nos presenta un escenario perfecto. Sin embargo, nadie ha sido capaz, hasta el momento, de encontrar, ni la energía ni la materia oscura.

    De la misma manera actuamos con otras cuestiones que no sabemos, lanzamos una conjetura y a esperar que, con el tiempo, los nuevos descubrimientos vengan a desmentirnos o a darnos la razón.

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  2. 2
    Emilio Silvera
    el 14 de octubre del 2017 a las 11:06

    Si fuese cierto lo que dicen de que la energía oscura del Universo es el 72% y la materia oscura es el 23%, y, sólo el 5% la materia que podemos ver, es decir, la luminosa, la Bariónica la que está hecha de Quarks y Leptones, entonces, como la realidad es que no sabemos lo que son ni la energía ni la materia oscura, resultará que del Universo sólo conocemos el 5%, es decir, la materia que realmente es la que decimos, la que conforman las galaxias y las estrellas y los mundos y a todos los seres vivos.

    Que tenemos con nosotros una buena carga de ignorancia ¿quién lo podría negar? Sin embargo me niego a aceptar que nuestros conocimientos sean sólo del 5% del Universo, creo que, sabemos sobre él… ¡Un poquito más!

    Lejos quedan ya los tiempos de aquellos esforzados astrónomos de la antigüedad que definían el UNiverso más con la imaginación que con la realidad de los hechos, toda vez que, no siempre comprendían lo poco que podían atisbar. Después llegó Galileo y otros muchos y las cosas fueron cambiando con las nuevas tecnologías que nos permitieron acercarnos mucho más a las galaxias lejanas y a los objetos que, como las Nebulosas, las estrellas de neutrones y las explosiones supernovas nos fueron dictando lo que debíamos escribir sobre el universo.

    Ahora, nuestros conocimientos aunque no completos, son aceptables, y, aunque algunos se agarran a ello como a un clavo ardiendo el ahogado… ¡Lo de la “Energía y la materia oscura”, no acaba de convencerme!

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