jueves, 08 de diciembre del 2022 Fecha
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El Universo es dinámico y nada en él permanece

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (2)

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Nosotros, los humanos, nacemos y morimos. Esa es la regla, y, como desde el primer momento de nuestras vidas se ha puesto en marcha “un reloj” que estará con nosotros hasta el día último, parece que vamos siempre en contra del Tiempo, que nunca tendremos la oportunidad de realizar todos nuestros deseos y aspiraciones y, siempre tendremos que dejar que otros continúen el trabajo que, por otra parte, tampoco nosotros iniciamos, sino que, retomamos de aquellos otros que antes que nosotros estuvieron aquí y nos marcaron el camino a seguir. Es una larga cadena de hechos, de acontecimientos y de evolución que no sabemos cuando ni por qué finalizará un día lejano del futuro que presentimos pero que, con certerza, no conocemos.

Desde siempre, los grandes filósofos se sintieron frustados al comprender que, nuestra estancia aquí, sería limitada. El ser que se ve arriba en la imagen dicen que buscaba el motor de la vida pero, nosotros, sabiendo ya el origen de ese motor, buscamos otras respuestas que nadie nos sabe contestar y, hemos llegado a comprender que, en este Universo que nos acoge, todo tiene un principio y un final, nada permanece, lo infinito y la eternidad son sólo palabras que quieren significar “el para siempre” en que todos pensamos para la Humanidad. Sin embargo, la misma dinámica y el ritmo del Universo nos lleva de manera irremisible, hacia el final.

Un día, muy lejano aún en el Tiempo (si es que podemos llegar hasta ese momento), nuestro Sol se volverá grande y rojo, y, la Tierra, será calcinada. Si la Humanidad permanece aquí será extinguida y, para cuando eso tenga que pasar, ya estaremos bien situados en otros mundos.

Sin embargo, si eso llega a ocurrir y desde la distancia podemos contemplar (por el medio que sea),  el final de nuestro mundo y de la estrella que hizo posible nuestra exitencia, nunca debemos olvidar la realidad de que, todo lo que nace muere.

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En tan sencilla imagen, tenemos una visión muy real de lo que nos acontecerá a todos, y, en el espacio de tiempo del que podemos disponer de nuestras mentes para realizar nuestras obras aquí, debemos procurar que todo vaya a mejor, debemos tratar de erradicar las creencias fanáticas que nos llevan hacia la destrucción, tenemos que pensar que las guerras entre iguales, simplemente son causa de muerte y, extinguir la vida de otros seres, es el acto más degradante que podemos realizar. De la misma manera, se causa mucho dolor al querer acumular poder y riqueza sin pensar en el alto coste que hay que pagar para conseguir para unos pocos lo que, en realidad, es de todos.

Pero, como siempre me ocurre, me desvío del tema principal, aquí venimos a hablar del Universo y, ¿qué duda nos puede caber? todas las preguntas que necesitamos hacer, debemos dirigirla a los cosmólogos, ellos han asumido las cuestiones fundamentales de la ciencia que quieren responder a cuestiones tales como estas: ¿Cómo empezó el universo?, ¿Cómo está constituido? o ¿Cual es su futuro?

Un cosmólogo, ante tales preguntas hecha mano del modelo en uso, el Big Bang, que es un compendio que desarrolla mediante la lógica y la observación todos los descubrimientos a los que hemos podido tener acceso desde la antigüedad, desde que descubrimos lo que eran las galaxias y las estrellas que la pueblan y, pudimos llegar a comprender (nos lo dijo Hubble) que el universo se expande.

Si las galaxias distantes están realmente alejándose de la Tierra, y las galaxias más distantes se están alejando más rápido que las más cercanas, aparece una imagen notable del Universo cada vez más grande y más frío. Cerremos, por un momento los ojos y pensemos en el universo como en una imagen en movimiento que podemos rebobinar hacia atrás. Si lo hacemos, encontraremos que el universo se vuelve cada vez más pequeño y caliente, y, por último llega al momento en que todo lo que existe queda comprimido en un punto infinitamente denso. Desde ese punto y ese instante hasta el presente, el universo ha estado expandiéndose. Antes de ese instante no existía, bueno, no existía en la forma actual, ya que, de donde nada había, nada pudo surgir, y, si surgió, es porque había.

Podemos pensar de mil maneras diferentes lo que aquello sería, todas las fuerzas desatadas de los infiernos serían muy poca cosa para que realmente se pudiera tener una imagen real de aquel descomunal acontecimiento que, como es lógico pensar, nadie pudo contemplar y, de ahí surge la dificultad de hacer un retrato fiel del acontecimiento que hizo posible que ahora nosotros, observadores, podamos estar hablando de ello.

Ahora, la noción de un universo en expansión se ha convertido en un lugar común que todos (más o menos) hemos llegado a aceptar. De tal modo es así que, por comodidad y para quitarnos de más complicaciones, nos hemos asentados en ese cómodo plano del Big Bang para que lo responda todo. Sin embargo, el hecho del nacimiento del universo, en sí mismo, es tan revolucionario que, cuando queremos y tratamos de profundizar en aquellos momentos, no pocas veces, al no tener las respuestas adecuadas, tenemos que recurrir al punto de vista filosófico e incluso, a veces, metafísico.

Las galaxias que se alejan las unas de las otras a enormes velocidades y, habiendo transcurridos 13.700 millones de años desde aquel primer momento, tenemos que pensar en que las dimensiones del universo son tan grandes que, para nuestras mentes, es difícil dibujar una imagen real de su grandeza que, no siempre podemos comprender. Claro que, el mismo hecho de la expansión nos lleva a la certeza de que el universo tuvo un comienzo en el tiempo y de que tendrá un final.

A todo esto, y curiosos por todo lo que podíamos contemplar a nuestro alrededor, desde siempre, hemos tratado de desvelar los secretos (las cosas que no comprendíamos) que nos dijeran el por qué ocurrían las cosas tal como las podíamos observar, y, el descubrimiento de Hubble de un universo en expansión lo cambió todo. Desde aquel momento sabíamos que no estábamos en un universo estático sino que, el universo, estaba en continua Evolución en el Tiempo y de todo aquel “Caos” surgió la materia y la energía,  se formaron las primeras estrellas y galaxias y, pasados muchos años,  unas estrellas tuvieron que morir para que otras pudieran nacer.

 

Hemos llegado a configurar un universo en expansión que está formado por un 4% de materia bariónica (estrellas y galaxias, mundos y seres que lo pueblan), el 22% dicen que es de una materia que llaman oscura y de la que nadie da ninguna explicación que podamos entender como autoconsistente, y, el 74% es una especie de energía oscura. Todo ello, nos lleva a pensar que, lo que realmente sabemos del universo que nos acoge, es todavía bastante deficiente e incompleto, ya que, hemos querido completar el puzzles echando manos de una “materia y energía oscura” de la que nada sabemos. Para mí al menos, el que no podamos explicar la velocidad a la que se alejan las galaxias las unas de las otras, no significa que, por fuerza, tenga que existir la materia oscura. Otra causa desconocida podría ser el motivo de que las galaxias se sientan tan fuertemente atraídas…¿Desde donde?, ¿Otros Universos?

El Universo se expande pero, nuestras consciencias también, somos una parte integrante del todo, y como todo lo demás, evolucionamos al ritmo que el Universo nos impone, de tal manera que, cada vez comprendemos con menorm dificultad sobre los mecanismos que llevan a todas las cosas a cambiar, a convertirse enn otras diferentes de lo que originalmente eran, y, con el paso inexorable del Tiempo, nuestras mentes han pasado de 450 cm3 hasta los 1.500 cm3 que producen más y más pensamientos complejos que nos llevan a comprender lo que el Universo fue, lo que el Universo es y, sobre todo, lo que puede llegar a ser. Precisamente, tales conocimientos son, los que nos ponen alerta sobre el futuro. Sabemos que nada es eterno y que lo infinito no existe. Así que, como se dice vulgarmente, podemos ir poniéndonos las pilas para buscar soluciones a los muchos problemas que se nos vienen encima. ¿Que falta mucho tiempo para eso? Bueno, considerando lo que duran nuestras vidas puede que sí pero, si medimos con la regla del Universo, no parece tanto el tiempo que nos queda.

Llegará un momento en que, todo el Universo, a este ritmo de expansión que ahora podemos observar, será un lugar extremadamente sólo y frío. Las galaxias un día reúnidas en grandes cúmulos, ahora estarán completamente aisladas las unas de las otras, la soledad y el cero absoluto (-273 ºC) será lo que reine por todas partes y, siendo así, la vida, estaría ausente en un universo muerto, en el que nada se mueve. Esta es la idea que se tenía a finales del siglo XIX del universo “la muerte fría”. En esta imagen el universo decaería de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica: la creación entera se reduciría al final a una burbuja de materia uniforme y sin propiedades, la entropía habría acabado con toda la energía existente para poder realizar algún trabajo, la quietud sería el cuadro de ese universo. Pero, los posibles futuros en la cosmología del Big Bang son mucho más dramáticos que la muerte fría. No podemos decir con certeza cual de los posibles finales tendrá lugar debido a deficiencias en nuestras técnicas de observación y, desde luego, a nuestra actual ignorancia que no ha sabido discernir la cantidad real de materia que tiene el Universo, es decir, cual es la Densidad Crítica, ya que, de ella, dependerá su fianal.

De momento, ese final es un signo de intorrogación

Más o menos tenemos una idea bastante bien asentada de lo que el Universo es y de cómo se está desarrollando su evolución lógica conforme lo determinan los elementos presentes y las fuerzas que todo lo rigen. La Duda que persiste está, en el comienzo mismo y en el final que, sin ninguna seguridad pensamos que podría ser.

Cuando el universo era más joven, la misma cantidad de materia estaba concentrada en un volumen mucho más reducido del que ahora ocupa. Es bien sabido que cuando los materiales se comprimen, hasta una densidad elevada, se calientan. La imagen cotidiana de algo así, lo podemos encontrar en una bomba manual para inflar neumáticos. Todos hemos podido comprobar que, después de un rato, la barra de la bomba se calienta, pues el calor es generado por la continua compresión del aire. e la misma manera, cuando retrocemos en el Tiempo, encontramos la materia más condensada, más densamente apretada y la temperatura, por consiguiente, más alta. Así que, nuestro universo joven era mucho más caliente.

Cualquier imagen que aquí pueda poner nunca reflejaría la realidad de aquellos primeros momentos del Big Bang, de cuya reproducción en imagen lo único que encontramos es una especie de explosión lumínica que partiendo de un punto central se expande isotrópicamente hacia afuera pero, aunque pudiera ser algo similar, nunca sabremos, lo que realmente pudo pasar en aquel momento. El pasado de los hechos nos han llevado a comprender no pocos de los acontecimientos que allí pudieron ocurrir, sin embargo, mirando hacia atrás en el tiempo, al final de ese largo túnel iluminado por el saber, de pronto, llegamos a una zona oscura y llena de niebla, no podemos ver lo que allí pudo pasar, los sucesos que pudieron ser necesarios para poder llegar a las situaciones que sí comocemos y que, sin embargo, partierndo desde ellas hacia atrás, no hemos podido desvelar el origen de acontecimientos de cuya importancia dependen muchas cosas tales como, por ejemplo, saber de la “materia oscura”.

Una imagen así, nunca nos podrá dar una idea de lo que allí pasó, los sucesos tuvieron que ser mucho más grandiosos y espectaculares, y, una simple explosión luminosa no puede reflejar tanta grandeza como debemos suponer que fue aquel surgior de un Universo nuevo y potente, con fuerzas y energías que ni podemos imaginar. Así, cuando nuestro Universo era joven y caliente las colisiones entre los átomos eran violentas y debió de haber un tiempo en que la temperatura era tan alta que ningún átomo pudo sobrevivir a las colisiones. Todos serían reducidos a sus partes constituyentes.

Por todo eso sabemos que existió un tiempo en el que no existían átomos y otro tiempo después, más frío, en el que comenzaron a existir. Antes de la creación de los átomos hubo de haber existido materia en la forma de electrones que vagaban por ahí buscando núcleos a los que pudieran unirse y, de la misma manera, núcleos vagando a la búsqueda de electrones; un estado de materia que los físicos llaman plasma. Si un electrón se engancha a un núcleo para formar un átomo, los dos serían separados en la colisión siguiente.

Esta cadena de sucesos, en la que la materia procede de un estado al otro al bajar la temperatura, a la que algunos han llamado “congelación”, es análoga a la transición de agua líquida a sólido cuando la temperatura cae por debajo de 32 grados Fahrenheit. La transición de la mezcla de electrones y núcleos a los átomos puede haber tenido lugar a temperaturas más elevadas que ésta, pero los dos procesos tienen muchas propiedades en común.

¿Os podeis imaginar lo que serían mundos nuevos en formación? Todavía aquí, en el planeta Tierra, los volcanes nos transportan al pasado y nos enseñan como un planeta se recicla y busca el acomodo que necesita mediante erupciones y terremotos que trata de buscar la normalidad en sus mecanismos interiores y que, aunque para nosotros, los humanos, sean sucesos lastimosos en los que se pierden muchas vidas, la Naturaleza, ajena a todo ello, sigue su caminar que está regido por las leyes que todo lo conforma.

Claro que, la simplificación del universo no se detiene en la materia. Una vez que la materia ha sido rota en sus elementos básicos, hay todavía otra fuente de complejidad en el universo y son las fuerzas fundamentales que gobiernan el modo en que las partículas interaccionan entre sí, son las conocidad cuatro fuerzas que,  en orden decreciente de potencia serrían:La nuclear fuerte, que mantiene los núcleos unidos; la fuerza familiar de la electricidad y el magnetismo, que hace posible la existencia de los átomos y de la materia en sí, la nuclear débil, que gobierna algunos tipos de degeneración de radiactiva y la gravedad.

Es verdad que, estudiadas por separado, parecen ser fuerzas muy distintas las unas de las otras pero, sin embargo, se cree que, en el inmenso calor del Big Bang, todas eran una sólo fuerza que, a medida que el universo se fue enfriando, se separaron para ejercer sus dominios por separado. Tanto es así que, cuando la temperatura se eleva, las distinciones entre las fuerzas tienden a desaparecer.

Existen muchos gráficos que explican las fuerzas fundamentales y, por mi parte, me gusta utilizar este que, de manera sencilla, nos explica sus distintos cometidos, sus funciones dentro del contexto del Universo que habitamos y que nos pueden explicar el total de los sucesos que podemos observar.

Alguna vez aquí, he dejado un recorrido pormenorizado de lo que fuie el Big Bang desde los primeros milisegundos, y, los sucesos que fueron aacaeciendo a partir de allí: La era de Planck, la Hadrónica, la Leptónica, la de Radiación, etc. Sin embargo, no es hoy el momento de repetir toda aquella historia. Simplemente estoy tratando de exponer una imagen del Big Bang que todo el mundo pueda comprender en relación a la evolución del Universo que nos lleva desde el momento de la gran explosión (la creación) hasta el momento actual en una serie de pasos relativamente simples y sencillos de comprender, sin complejidades y a grandes rasgos pero, ¿será todo eso lo quen sucedió, o, por el contrario se trata de una fábula o historias como las que solía contar el imaginativo Conan Doyle?

Bueno, en este punto, no podemos negar ni asegurar nada, sólo podemos limitarnos a decir que, hasta donde podemos saber hoy, es el Big Bang el Modelo cosmológico más aceptado que tenemos y el que más se ajusta a nuestras observaciones y conocimientos. Y, desde luego, la radiación de fondo cósmico, es una prueba difícil de batir de que el Big Bang  existió. Claro que, dar una explicación coherente de aquel primer momento…No sabemos.

Muchas han sido las medidas que, por distintos medios e ingenios espaciales y terrestres se han realizado para medir el fondo de microndas existente en el Universo como consecuencia del Big Bang, y, de todas ellas, se sacaron consecuencias interesantes e incluso alguna que otra anomalía inesperada como, por ejemplo, la pequeña anisatropía observada en algunas regiones. Sin embargo, nada de lo observado nos puede decir que el Big Bang no existió, sino que, por el contrario, lo confirma.

Hablando de todo esto tan transcendental para todos, uno no puede abstraerse y dejar de recordar cosas más trivilaes como aquella respuesta que dio Nick Korosok, un conductor de quitanieves en Montana en la temporada de 1985 que, al ser preguntado dijo:

“La noticia del progreso es que no hay progreso”

Tan simple contestación en un tema tan simple, nos puede llevar, en ocasiones, a tener contestadas preguntas complejas que nadie ha sabido contestar a pesar de los muchos estudios y observaciones. Eso nos pasa con cuestiones que no hemos podido resolver como la de la “materia y energía oscuras”, el “Bosón de Higgs”, “Océanos de Higgs”,  “Fluctuaciones de vacío en el espacio tiempo”, “multiversos”, “viajes en el Tiempo”, Gravedad cuántica”, “Teoría de cuerdas” y, tantas otras…

En realidad, sabemos que el universo no ha dejado de expandirse mientras se producín transiciones de fase en la materia de simple a compleja. La materia visible en el universo está organizada jerárquicamente: las estrellas agrupadas en galaxias, las galaxias en cúmulos y los cúmulos en supercúmulos. El problema al que nos enfrentamos, por tanto, es comprender como un universo cuya evolución está dominada por la primera afirmación (el universo ha estado en expansión desde que se formó), puede llegar a tener la estructura descrita en la segunda afirmación.

El problema de explicar la existencia de galaxias ha resultado ser uno de los más espinosos de la cosmología. Con todo derecho no deberían estar ahí, y, sin embargo, ahí están. Es difícil comunicar el abismo de frustración que este simple hecho produce entre los científicos. Sí, una y otra veaz han ido apareciendo nuevos datos que parecían paliar el problema pero, otros venían a dejar las cosas como estaban y el problema persiste. A pesar de la expansión de Hubble, se formaron galaxias…¿Cómo pudo suceder? ¿qué clase de fuerza o de materia retenía a lam materia visible y luminosa para que pudieran conformarse en grandes galaxias?.

El misterio persiste y, posiblemente, alrededor de la materia que conforma las galaxias, pudieran existir lazos de materia desconocida y no luminosa de la que nada sabemos y que hizo posible tal maravilla de convertir la materia en las hermosas galaxias que hoy podemos contemplar cuajada de estrellas luminosas, de planetas y de Nebulosas generadoras de nuevas estrellas y de mundos que, como en el nuestro, puedieran surgir seres inteligentes que contaran las maravillas del Universo que tratamos de conocer.

emilio silvera

 

  1. 1
    Ramon Marquès
    el 7 de agosto del 2011 a las 18:56

    Hola Emilio: La primera reflexión que se me ocurre es que el papel desarrollado por este ¡74% del Universo de energía oscura! debe ser muy importante, yo así lo entiendo hasta el punto de considerarlo el motor de este Universo. Espero noticias del LHC.
    Amigo Emilio, un fuerte abrazo. Ramon Marquès 

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  2. 2
    emilio silvera
    el 8 de agosto del 2011 a las 6:28

    Hola amigo Ramón, como siempre, es un placer tenerte por aquí.
    En cuanto a ese dichoso 74% en el que se cuecen tantas cosas, todos estamos seguros de que, más tarde o más temprano, tendremos noticias de él, nunca tanto pudo estar oculto tanto tiempo, y, posiblemente, sean los del LHC quiénes nos puedan dar razón de esa inmensa porción del Universo que influye en todo lo demás.
    Precisamente, ese 74% que permea todo el espacio y, no sabemos, si alguna otra parte oculta con influencia en la que sí podemos ver, es el que trae de cabeza a más de uno, toda vez que podría explicar muchas de las cosas que ahora no tienen explicación.
    En esas regiones, en esos campos, las partículas interaccionan y al contactar se ven frenadas y aumentan su masa, así al menos lo dice la teoría de un buen amigo mío.
    Un saludo amigo.

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