“Un estudio de 200.000 galaxias a lo largo de cinco años ha dado lugar a una de las mejores confirmaciones de que la energía oscura está impulsando nuestro universo a acelerarse“. El estudio utilizó datos de la nave espacial de la NASA Galaxy Evolution Explorer y del Telescopio Anglo-Australiano de Siding Spring Mountain.

Los resultados ofrecen un nuevo soporte para la teoría a favor de que la energía oscura funciona como una fuerza constante, uniforme, que afecta al universo y propulsa su expansión fuera de control. Sin embargo, están en contradicción con una teoría alternativa, donde la gravedad, no la energía oscura, es la fuerza que empuja a la separación en el espacio.

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Me hace gracia ver y escuchar como “doctos” licenciados dicen que ellos conocen lo que es el Universo. Por ejemplo,  lo que pasó en los primeros tres minutos a partir de lo que llamamos Big Bang. En realidad, se están refiriendo a que tienen un modelo del Universo temprano, y que este modelo encaja con los resultados que hasta el momento hemos obtenido mediante experimentos y observaciones. Sin embargo, de vez en cuando, se hacen descubrimientos sorprendentes y podemos leer en la prensa noticias como ésta:

Esa es la imagen mental, pero es sólo la mitad del modelo; lo que lo hace modelo científico es describir el modo como se mueven las esferas y rebotan unas contra otras mediante un grupo de leyes físicas, escritas en términos de ecuaciones matemáticas. En este caso, éstas son esencialmente las leyes del movimiento descubiertas por Newton hace más de trescientos años. Utilizando estas leyes matemáticas es posible predecir, por ejemplo, que le pasará a la presión ejercida por un gas si se aplasta hasta la mitad de su volumen inicial. Si hacemos el experimento, y, el resultado que se obtiene encaja con la predicción del modelo, este será un buen modelo.

De hecho, todos los modelos científicos tienen aplicabilidad limitada. Ninguno de ellos es “la verdad “. Cuando un científico afirma, por ejemplo, que el núcleo de un átomo está compuesto por partículas denominadas protones y neutrones, lo que en realidad debería decir es que el núcleo de un átomo se comporta, bajo determinadas circunstancias, como si estuviera formado de protones y neutrones. Los mejores científicos toman el “como sí “, pero entienden que sus modelos son, efectivamente, sólo modelos; científicos menores a menudo olvidan esta diferencia crucial.

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En la década de los treinta Fritz Zwicky y Walter Baade descubrieron un tipo de estrella notable: las supernovas. Durante unas semanas o meses una supernova brilla tanto como toda una galaxia, formada por cientos de miles de millones de soles. Zwicky y Baade dedujeron que las supernovas no son propiamente una estrella, sino la violenta explosión que da fin a la vida de una estrella. En esta explosión, durante la cual se generan múltiples reacciones nucleares que producen los elementos mas pesados (como el oro, la plata, el cobre y el plomo), la mayor parte del gas que formó a la estrella sale arrojado a velocidades de unos diez mil kilómetros por segundo. La parte central de la estrella se colapsa sobre su propia gravedad, hasta quedar reducida a una esfera de tan solo veinte kilómetros de diámetro, pero con una masa superior a la del Sol, conocida como una estrella de neutrones. En ellas la materia se encuentra tan densamente concentrada que un cubo de un centímetro de lado contiene un millón de millones de toneladas.

Si bien las supernovas fueron aceptadas desde los años de Zwicky y Baade, la existencia de las estrellas de neutrones fue motivo de polémica, hasta que en 1967 fueron descubiertos los pulsares, fuentes de radio con una señal que presenta pulsos regulares muy rápidos, en muchos casos a razón de varios pulsos por segundo. Toda la evidencia observacional indicó que los pulsares son estrellas de neutrones y durante treinta años el estudio de los pulsares ha aportado valiosa información acerca de estas estrellas, importantes laboratorios astrofísicos, ya que no solo la materia se encuentra en condiciones extremas de densidad, sino que tambien se presentan en ellas los campos magnéticos mas intensos conocidos en el Universo. Entre los poco mas de setecientos pulsares descubiertos a la fecha, hay algunos que llegan a tener campos magnéticos estimados de diez billones de Gauss (es decir diez millones de millones de Gauss). Para poner este número en contexto, el campo magnético de la Tierra, al cuál responden las brújulas, es de poco mas de medio Gauss; un imán de los que se ponen en los refrigeradores produce un campo de cien Gauss, y los campos magnéticos mas intensos producidos en laboratorios son de casi medio millón de Gauss. Muchos pulsares tienen campos millones de veces mas intensos.

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Hoy en día, disponemos de dos herramientas muy potentes para el estudio del interior solar: Los neutrinos solares y la heliosismología. Bethe y Chitchfield (1938) propusieron un ciclo de reacciones de fusión nuclear para explicar la generación de energía en el caso de estrellas de masa pequeña como el Sol. El balance final de dicho ciclo de reacciones,  Ciclo p-p, es:

4p → He4 + 2e⁺ +2ѵ_e +energía.

¿Cómo podemos estar seguros de que este es, efectivamente, el mecanismo dominante de generación de energía que utilizan algunas estrellas y, en particular el Sol? Sorprendentemente, la respuesta es que podemos “observar” el interior del Sol mediante detectores situados en el interior de la Tierra.

La heliosismología permite el estudio del interior solar a partir de las observaciones de ondas acústicas y de gravedad. Leighton  et al. (1962) descubrieron que el Sol tiene oscilaciones globales con un período de 5 minutos.  Ulrich (1970) y Leibacher et al (1971) propusieron explicar las oscilaciones en términos de ondas sonaras atrapadas en cavidades resonantes debajo de la superficie solar. Esta teoría fue comprobada observacionalmente por Deubner (1975), y de dichas oscilaciones acústicas (modos p) pueden detectarse numerosos armónicos. Los diferentes armónicos  a menor o mayor  profundidad en el Sol y permiten realizar un sondeo sísmico del interior solar.

Experimentos como GOLF y VIRGO, a bordo del satélite SOHO, permiten observar modos de oscilación que penetran hasta el núcleo y allí podemos comprobar muchas cosas como temperatura, composición química, y, parámetros desconocidos hasta ahora como la abundancia de Helio, se puede constatar que la rotación solar produce una separación de frecuencias y, si se determina observacionalmente esta separación, se puede obtener el perfil de rotación  del interior solar dependiente de la profundidad y de la latitud. Los resultados sugieren que el núcleo solar, a partir de 0,3 radios solares, rota rígidamente con la zona radiativa con un período de 26,6 días, y que en la base de la zona de convección, situada a 0,693 radios solares, existe una fuerte transición de rotación rígida a rotación diferencial. A esta capa de transición de rotación se la denomina la tococlina y su espesor es aproximadamente 0,04 radios solares.

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Hemos podido conquistar una serie de conocimientos que nos ha posibilitado mirar el Universo de manera diferente a como lo hacían nuestros antepasados. No todo el espacio son agujeros negros, estrellas de neutrones, galaxias y desconocidos planetas; la verdad es que casi todo el universo está vacío y sólo en algunas regiones tiene agrupaciones de materia en forma de estrellas y otros objetos estelares y cosmológicos; muchas de sus propiedades y características más sorprendentes (su inmenso tamaño y su enorme edad, la soledad y oscuridad del espacio) son condiciones necesarias para que existan observadores inteligentes como nosotros. No debería sorprendernos la vida extraterrestre; si existe, pudiera ser tan rara y lejana para nosotros como en realidad nos ocurre aquí mismo en la Tierra, donde compartimos hábitat con otros seres vivos con los que hemos sido incapaces de comunicarnos, a pesar de que esas formas de vida, como la nuestra, están basadas también en el carbono. No se puede descartar formas de vida inteligente basadas en otros elementos, como por ejemplo, el silicio.

La baja densidad media de materia en el universo significa que si agregáramos material en estrellas o galaxias, deberíamos esperar que las distancias medias entre objetos fueran enormes.

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