¿Qué no será capaz de inventar el hombre, para descubrir la Naturaleza?

Presentar a estas alturas a Isaac Asimov, sería un ejercicio inútil por ser alguien al que todos conocen por su faceta de escritor científico y de ciencia-ficción. Él escribió más de trescientos libros que iban desde la bioquímica y la física hasta Schakespeare y la Biblia. Todo lo quería tocar y, se introdujo en las más diversas ramas del saber humano para explicar sus ideas con respectos a esas muchas cuestiones que abordó con más o menos éxito. En lo que más destacó y se hizo más popular, fue en la rama de la Ciencia-Ficción en las que nos dejó novelas inolvidables que, como la Saga de La Fundación conocida en todo el mundo. Como hoy tratamos sobre cosmología, se me ocurre que, podríamos utilizar una de sus obras como comienzo de este sencillo trabajo:

                                                             La historia de un terrorífico eclipse

Una de sus mejores obras fue temprana. En 1941 publicó “Nightfall”, una historia sobre una civilización condenada a un destino funesto y ubicada en el planeta Lagash, que no giraba en torno a un único Sol, como lo hace la Tierra, sino que estaba inmerso en el campo gravitatorio de generado por seis soles independientes. Él no explicaba, en la obra, cómo era la órbita de ese planeta -sería un problema nada menos (y nada más) que de siete cuerpos-, nada fácil de explicar.

Para los habitantes de un planeta con más de un Sol, no sería fácil sobrellevar las diferencias que esto supondrían. Los planetas ahora desvelados, llamados Kepler-34b y Kepler-35b-, giran alrededor de un par de estrellas unidas gravitatoriamente que se orbitan entre sí. El primero se encuentra a 4.900 años luz de la Tierra y el segundo, aún más lejos, a 5.400 años luz. Si tuvieran habitantes, ¿qué sensación tendrían con esos dos focos luminosos sobre ellos?

Pero sigamos con la historia de los habitantes de Lagash que, en tal situación de estar iluminados por seis soles era que, recibían luz constante proveniente de los soles, cuando no eran unos eran los otros los que les enviaba sus rayos de luz y su calor.

Dado que no conocían ningún tipo de cielo nocturno, los astronómos extrapolan la idea de qué en su universo sólo existen unas pocas docenas de estrellas. Se trataba de unas luces misteriosas apenas visibles contra el resplandor de los seis soles. Así, los que consideraban importantes las estrellas estaban en minoria y eran considerado como gente “especiales” y, algo raras.

Además, en Lagash existía una silenciosa sensación incómoda. Los arqueólogos habían hallado restos de nueve culturas anteriores, cada una de las cuales había podido alcanzar una cultura muy avanzada del nivel de la cultura presente y luego, habían desaparecido. Los estratos geológicos indican que cada una de aquellas civilizaciones había permanecido durante un período de alrededor de dos mil años.

La historia de Asimov nos parece una fantasía pero, lo que hasta ahora sólo había sido cuestión de ciencia ficción, un grupo de astrónomos trabajando con el satélite espacial Kepler  han encontrado a un planeta desde el que, si se pudiera uno parar en él, se podrían apreciar amaneceres y atardeceres con dos soles, justo cómo el que apareció en la primera entrega de Star Wars desde el planeta Tatooine.

Así es, resulta que este planeta recientemente descubierto, que por lo pronto lleva el nombre de Kepler-16b,  se encuentra orbitando a un sistema binario de estrellas. Esto es, un par de estrellas girando una al rededor de la otra, mientras que el planeta gira al rededor de ese sistema.

Nos podríamos preguntar cómo serían en ese mundo de seis soles las cosas. La fotosíntesis de una planta queda afectada por el color de la luz que recibe. En la Tierra, la mayoría de las plantas evolucionaron al color verde con el fin de aprovechar el color amarillento de la luz solar que recibe la superficie de nuestro planeta. Nuestro sol, clasificado como una estrella enana amarilla, puede parecer de un brillo blanco visto desde el espacio, pero nuestra atmósfera nos hace verlo amarillo.

Existen muchas otras clases de estrellas que no son como el Sol en el vasto Universo, y muchas de ella están, como el el mundo de Lagahs compartiendo órbitas múltiples con otros tipos de estrellas: enanas rojas, estrellas azules, gigantes rojas, enanas blancas…Las estrellas  poseen diferentes colores dependiendo de su composición, edad, tamaño y temperatura. Quizás estemos acostumbrados al amarillo, pero la naturaleza realmente no tiene preferencias,  y, en un sistema de seis soles…para el planeta que depende de ellos, la cosa no sería fácil.

Aquí teneis a Gliese 667, un sistema solar múltiple de dos estrellas. Lástima que no haya podido encontrar ninguna imagen que pusiera representar el sistema Solar de Lagahs, el planeta de seis soles que, tendría que ser una verdadera alucinación para sus habitantes.

Al final de la Historia del planeta Lahahs que estaba en un sistema de seis soles, se descubrió la terrible verdad de por qué, casi de dos mil en dos mil años, desaparecían las civilizaciones que estaban allí aposentadas y firmemente establecidas. Cada 2.049 años los seis soles se ponen y cae la noche, algo totalmente desconocido para los lagashianos que consecuentemente, sienten un inmenso terror hacia la oscuridad y el frío (seis soles les enviaban su luz y su calor durante todas sus vidas). El Miedo y el terror de aquel nuevo y aterrador escenario, les hace volverse locos y comienzan a provocar fuegos hasta que la cultuira muere y, como las anteriores, desaparece.

La oscuridad total del mundo parece ser un denominador común en todas esas profecías. Seguramente por eso la escogería Asimov. Un físico, Anthony Peratt, que ha trabajado en el National Laboratory de los Álamos y en el Departamento de Energía, afirma que a los lagashianos los destruyó algo más que el fuego. La aparición del cielo nocturno y de incontables estrellas destruye su cosmología; socava su fe y los cimientos filosóficos de su sociedad, que entonces se derrumba.

Todos sabemos que la Cosmoogía es el estudio del Universo como un todo, de su historia y de su origen. Habitualmente, aunque no siempre, se basa en la Astronomía, así como en la religión y en las creencias sociales.

El antropólogo George P. Murdock hizo una lista de sesenta y ocho civilizaciones que han configurado sus cosmologías. Algunas de estas civilizaciones han desarrollado poco la ciencia y escasamente la astronomía. Nosotros los seres humanos, en cuanto identificamos un puñado de estrellas, pretendemos construir una imagen de todo el universo. La Directora del Programa de de religión del Hunter College de la City University de Nueva York, expresa su desacuerdo con la cifra de las 68 civilizaciones de dadas por Murdock: “Todas las civilizaciones tienen cosmologías de algún tipo que dicen como está estructurada la realidad. Al decir “realidad” se refiere a sus distintos universos, como ellos lo podían percibir”.

Las más antiguas y después…

No pocas de aquellas Civilizaciones antiguas coincidieron en muchas cuestiones del “mundo que veían” y, destacaron de las demás: Sumerios, Babilonios, Hindúes, Chinos, Egipcios y Griegos, todos ellos, nos dejaron su impronta y, el resultado de todas aquellas culturas, fue recopilado y traducido por el mundo del Islam cuando llegó el oscurantismo en la Edad Media. Mucho despúes, en el Renacimiento, volvieron a florecer aquellos saberes del mundo para que pudieran legar hasta nuestros días.

Existe un  monstruo en el centro de nuestra galaxia está a punto de alimentarse del material presente en esa nube de gas.  En efecto, recientes observaciones del VLT  indican que una nube de gas pronto se aventurará peligrosamente cerca del agujero negro supermasivo  que ocupa el centro de nuestra galaxia. La nube está siendo desgarrada, estirada y calentada. Los investigadores predicen que durante los próximos dos años parte de la nube será engullida por el agujero negro. ¿Os podeis imaginar que, nuestro mundo estuviera cerca de un monstruo estelar semejante? ¿Cuál sería nuestra reacción cuando el planeta comenzara a ser espaguetizado por esa fuerza de atracción descomunal? ¿Que reacciones y fuerzas se desatarían en el planeta?

Hoy, nuestros conocimientos del Universo son bastante aceptables y hemos podido comprobar que, nuestros modelos cosmológicos, se acercan a la realidad que podemos observar. Aqueloos tiempos lejanos en los que prevalecian las creencias y la intuición, han pasado para dar paso a la auténtica Ciencia que guía el camino que tenemos que seguir.

El Cosmos nunca podrá ser contemplado en su conjunto y, sólo regiones determinadas podrán ser contempladas por seres inteligentes que, confinados en sus mundos, se tendrán que valer de ingenios tecnológicos para poder captar esas imágenes lejanas y para ellos, situadas casi en el infinito de los confines de “mundo”.

Podríamos hablar del Universo observable, ya que, las distancias en él son tan grandes que ni imaginarlas podemos. Decir Universo es decirlo todo, ahí está el Espacio-Tiempo, la energía, todas las estrellas y galaxias, la materia en general “inerte” y, también, la vida.

Claro que, si alguien me pidiera una justificación de la cosmología como ciencia, me vería en un gran apuro para poder dar una respuesta. La raíz de la palabra Cosmos nos remite a una palabra que abarca el todo. ¿Cómo se puede tener una Ciencia basada en que conozcamos todo? Cuando ni siquiera sabemos cuál puede ser el tamaño real del Universo.

Claro que, aunque eso resulta ser así, no por ello, la Cosmología deja de ser interesante y también, importante. Dado que está estrechamente entrelazada con las creencias y aptitudes generales de nuestra sociedad, la cosmología puede ser una clave para conocer la psicología colectiva de una civilización. Generalmente, también suele haber algo de ciencia en esto.

emilio silvera

 « ¿Podremos pertubar el Universo?

Miramos la Naturaleza y su asombrosa belleza, y, no siempre podemos explicar lo que vemos. Miramos el Universo y sus maravillas y sólo podemos asombrarnos.  Nos pasamos todo el tiempo haciendo preguntas que, la mayoría de las veces nadie sabe contestar. Aprendemos a base de equivocarnos una y otra vez y, la observación y el estudio, la teoría y las matemáticas nos han llevado a discernir en qué lugar estamos pero… ¿No habremos tomado el camino hacia ninguna parte?

“¿Dónde estaríamos nosotros cuando se conformaron los cimientos de la Tierra?”

 

El titulo de ésta pagína es la pregunta que se hicieron los filósofos desde tiempos inmemoriales, y, en relación a las preguntas que se plantean, con los conocimientos que actualmente tenemos podríamos exponer diverdsas respuestas que serían el resultado de las distintas perspectivas que, cada una de ellas, pueden mostrarnos. Lo cierto es que, a ciencia cierta, nadie sabría contestar y todas esas posibles respuestas serían aproximaciones más o menos acertadas a los problemas planteados.

                   Muchas cosas han pasado desde que se formó la Tierra hasta llegar a nuestros días

“Nosotros, los humanos, llegamos muchísimo más tarde, cuando los materiales que formaron la Tierra estaban más fríos y se formaron los océanos, cuando había ya una atmósfera y, lo cierto es que, los materiales que hicieron posible nuestra presencia aquí, estaban en aquella nebulosa que se esparcía en el esapcio interestelar que hoy ocupa nuestro Sistema solar, una supernova hace ahora miles de millones de años, fue el pistoletazo de salida. Después, el Tiempo, aliado con la materia y la fuerza de gravedad, hicieron posible que surgiera el Sol y, a su alrededor, los planetas y lunas de nuestro entorno, y, con la ayuda de lo que hemos llamado evolución y los ingredientes precisos de atmósfera, agua, radioactividad y otros parámetros necesarios, surgío aquella primera célula replicante que lo comenzó todo, es decir, la aventura de la Vida.”

 

 

            Una Tierra ígnea, incandescente, sin vida

Todas estas explicaciones, son muy pobres para describir los acontecimientos que aquí tuvieron lugar antes de que nosotros hiciéramos acto de presencia como seres humanos verdaderos. Ya me gustaría saber para poder contestar a todas las preguntas que me plantean.

La especulación sobre el origen del Universo es una vieja y destacada actividad humana. Vieja por el simple hecho de que la especie humana, no tiene ningún certificado de nacimiento y, tal desconocimiento de sus orígenes, les hace ser curiosos, deseosos de saber el por qué están aquí y pudo suceder su venida. Estamos obligados a investigar nuestros orígenes nosotros sólos, sin la ayuda de nadie, es el caso que, ningún ser inteligente nos puede contar lo que pasó y, siendo así, nos vemos abocados a tener que hurgar en el pasado y valernos de mil ingeniosos sistemas para tratar de saber. Así que, si investigamos sobre el mundo del que formamos parte, esas pesquisas terminarán por decirnos más, sobre nosotros mismos que sobre el universo que pretendemos describir. En realidad, todos esos pensamientos, que no pocas veces mezclan lo imaginario con la realidad, todo eso, en cierta medida, son proyecciones psicológicas, esquemas proyectados por nuestras mentes sobre el cielo, como sombras danzantes de un fuego fatuo que no siempre nos transmite algún mensaje.

Aquellos mitos de la creación precientíficos dependían en su supervivencia menos de su acuerdo con los datos de la observación (de los que, de todos modos había pocos) que del grado en que eran satisfactorios, o tranquilizantes  o poéticamente atractivos. Aficionados a ellos puesto que eran nuestros, esos cuentos poníann de relieve lo que más importaba a las sociedades que los conservaban. Los sumerios vivían en una confluencia de ríos, y, concebían la creación como una lucha en el barro entre dos dioses. Los mayas, obsesionados por los juegos de balón, conjeturaban que su creador se transformaba en balón cada vez que planeta Venus desaparecía detrás del Sol. El pescador tahitiano, hablaba de un dios pescador que arrastro sus islas desde el fondo del océano. Los espadachines japoneses formaron sus islas de gotas de sangre que caían de una espada cósmica. Para los griegos amantes de la lógica, la creación fue obra de los elementos: Para Tales de Mileto, el universo originalmente fue Agua; para Anaxímedes, fue Aire; para Heráclito, Fuego…Todos los pueblos tenían su propia génesis… Y, ¿cuál será la nuestra?

En Cosmología, las condiciones “iniciales” raramente son absolutamente iniciales, pues nadie sabe como calcular el estado de la materia y el espacio-tiempo antes del Tiempo de Planck, que culminó alrededor de 10^-43 de segundo después del comienzo del tiempo. ¿Qué pasó en ese brevísimo intervalo de tiempo? Nadie lo sabe. Pero, a pesar de ello, nosotros pretendemos saber cómo comenzamos nuestra andadura en este mundo que, en realidad, comenzó en otro lugar muy lejano y muy caliente.

Es verdaderamente encomiable la pertinaz insistencia del ser humano por saber, y, en el ámbito de la Astronomía, desde los más remotos “tiempos” que podamos recordar o de los que tenemos alguna razón, nuestra especie ha estado interesada en saber, el origen de los objetos celestes, los mecanismos que rigen sus movimientos y las fuerzas que están presentes.

                       Nuestros ancestros miraban asombrados la salida y puesta del Sol

Claro que, nosotros, los Humanos, llevamos aquí el tiempo de un parpadeo del ojo si lo comparamos con el Tiempo del Universo. Sin embargo, nos hemos valido de todos los medios posibles para llegar al entendimiento de las cosas, incluso sabemos del pasado a través del descubrimiento de la vida media de los elementos y mediante algo que denominamos datación, como la del Carbono 14, podemos saber de la edad de muchos objetos que, de otra manera, sería imposible averiguar. La vida de los elementos es muy útil y, al mismo tiempo, nos habla de que todo en el Universo tiene un Tiempo Marcado. Por ejemplo, la vida media del Uranio 238 sabemos que es de 4.000 millones de años, y, la del Rubidio tiene la matusalénica vida media de 47.000 millones de años, varias veces la edad que tiene el Universo.

Hablaremos ahora del Big Bang (lo único que tenemos para agarrarnos a lo que “parece que fue”), esa teoría aceptada por todos y que trata de explicar cómo se formó nuestro universo y comenzó su evolución hasta llegar a ser como ahora lo podemos observar. De acuerdo a esta teoría, el universo se originó a partir de un estado inicial de alta temperatura y densidad, y entonces ha estado siempre expandiéndose. La teoría de la relatividad general predice la existencia de una singularidad en el comienzo, la temperatura y la densidad eran infinitas.

La mayoría de los cosmólogos interpretan singularidad una indicación de que la realtividad general de Einstein deja de ser válida en el universo muy primitivo (no existía materia), y el comienzo mismo debe ser estudiado utilizando una teoría de cosmología cuántica.

El Tiempo de Planck es una unidad de tiempo considerada como el intervalo temporal más pequeño que ser medido. Se denota mediante el símbolo t_P. En cosmología, el Tiempo de Planck representa el instante de tiempo más antiguo en el que las leyes de la física pueden ser utilizadas para estudiar la Naturaleza y evolución del Universo. Se determina como combinación de otras constantes físicas en la siguiente:

  5.39124(27) × 10⁻⁴³ segundos

Esta que es una de las célebres unidades de Planck, está formada por una combinación de la constante de estructura fina racionalizada (, la constante gravitacional (G), y la velocidad de la luz elevada a la quinta potencia.

La Era de planck: Es la era que comenzó cuando el efecto gravitacional de la materia empezó a dominar sobre el efecto de presión de radiación. Aunque la radiación es no masiva, tiene un efecto gravitacional que aumenta con la intensidad de la radiación. Es más, a altas energías, la propia materia se comporta como la radiación electromagnética, ya que se mueve a velocidades próximas a la de la luz. En las etapas muy antíguas del universo, el ritmo de expansión se encontraba dominado por el efecto gravitacional de la presión de radiación, pero a medida que el universo se enfrió, efecto se hizo menos importante que el efecto gravitacional de la materia. Se piensa que la materia se volvió predominante a una temperatura de unos 10⁴ K, aproximadamente 30.000 años a partir del Big Bang.  Este hecho marcó el comienzo de la era de la materia.

La materia salió de ese clima de enormes temperaturas inimaginables y, durante varias etapas o eras (de la radiación, de la materia, hadrónica y bariónica… llegamos al momento presente habiendo descubierto muchos de los secretos que el Universo guardaba celosamente para que nosotros, los pudiéramos desvelar.

Era de la radiación

Periodo 10^-43 s (la era de Planck) y 300.000 después del Big Bang… Durante periodo, la expansión del universo estaba dominada por los efectos de la radiación o de las partículas rápidas (a altas energías todas las partículas se comportan como la radiación). De hecho, la era leptónica y la era hadrónica son ambas subdivisiones de la era de radiación. La era de radiación fue seguida por la era de la materia que antes se reseña, durante la cual los partículas lentas dominaron la expansión del universo.

Era hadrónica

Corto periodo de tiempo entre 10^-6 s y 10^-5 s después del Big Bang en el que se formaron las partículas atómicas pesadas, protones, neutrones, piones, kaones entre otras. del comienzo de la era hadrónica, los quarks se comportaban como partículas libres. El proceso por el que se formaron los quarks se denomina transición de fase quark-hadrón. Al final de la era hadrónica, todas las demás especies hadrónicas habían decaído o se habían desintegrado, dejando sólo protones o neutrones. Inmediatamente después de esto el universo entró en la era leptónica.

Era Leptónica

Intervalo que comenzó 10^-5 s después del Big Bang, en el que diversos tipos de leptones eran la principal contribución a la densidad del universo. Se crearon pares de leptones y antileptones en gran en el universo primitivo, pero a medida que el universo se enfrió, la mayor parte de las especies leptónicas fueron aniquiladas. La era leptónica se entremezcla con la hadrónica y ambas, como ya dije antes, son subdivisiones de la era de la radiación. El final de la era leptónica se considera normalmente que ocurrió cuando se aniquilaron la mayor parte de los pares electrón-positrón, a una temperatura de 5×10⁹ K, más o un segundo después del Big Bang. Después, los leptones  se unieron a los hadrónes formar átomos.

El universo es el conjunto de todo lo que existe, incluyendo ( he dicho) el espacio, el tiempo y la materia.  El estudio del universo se conoce como cosmología. Los cosmólogos distinguen al Universo con “U” mayúscula, significando el cosmos y su contenido, y el universo con “u” minúscula, que es normalmente un modelo matemático deducido de alguna teoría física como por ejemplo, el universo de Friedmann o el universo de Einstein-de Sitter. El universo real está constituido en su mayoría de espacios que aparentemente están vacíos, existiendo materia concentrada en galaxias formadas por estrellas, planetas, gases y otros objetos cosmológicos.

En 1932 Einstein y de Sitter propusieron que la constante cosmológica debe tomar valor cero, y construyeron un modelo cosmológico homogéneo e isótropo que representa el caso intermedio los modelos abierto y cerrado de Friedmann. Einstein y de Sitter supusieron que la curvatura espacial del Universo no es ni positiva ni negativa, sino nula.

La geometría espacial de modelo es por lo tanto la geometría plana de Euclides; sin embargo el espacio-tiempo en su conjunto no es plano: hay curvatura en la dirección temporal. El tiempo comienza también en una Gran Explosión y las galaxias se alejan continuamente entre sí, sin embargo la velocidad de recesión (constante de Hubble) disminuye asintóticamente a cero a medida que el tiempo avanza.

Debido a que la geometría del espacio y las propiedades de la evolución del Universo están unívocamente definidas en el modelo de Einstein-de Sitter, mucha gente lo considera el modelo más apropiado describir el Universo real.

Durante los últimos años de la década de los 70 surgió un firme soporte teórico para idea a partir de los estudios en física de partículas. Además, las observaciones experimentales sobre la densidad media del Universo apoyan esta concepción, aunque las evidencias aún no son concluyentes.

Todo esto está muy bien pero… ¿De donde venimos? ¿Hacia donde vamos? ¿Quiénes somos?

¡Si supiera contestar esas preguntas!

emilio silvera

 « ¡El Universo y la Mente!

Todavía, en pleno comienzo del siglo XXI, los cosmólogos no saben dar una explicación convincente de cómo se pudieron formar las galaxias. Lo cierto es que las galaxias no han tenido tiempo para formar cúmulos. Es posible que no consigamos llegar al entendimiento de cómo se pudieron formar las galaxias porque lo estamos mirando desde una perspectiva, o, desde un punto de vista muy estrecho. Es posible que el problema resida en que deberíamos mirar las cosas desde una escala mayor para así, poder entender cómo pudieron suceder las cosas, cómo se formaron los grandes cúmulos de galaxias.

“Un equipo de científicos ha descodificado distorsiones débiles en los patrones de la luz más primitiva del Universo para cartografiar enormes estructuras similares a tubos, invisibles a nuestros ojos – llamadas filamentos – que sirven como autopistas para el transporte de materia hacia núcleos densos como son los cúmulos de galaxias.”

La génesis de las galaxias individuales se podría resolver por sí misma si pudiéramos entender bien la formación de los cúmulos. La idea nos conduce naturalmente a la cuestión de cómo se pueden haber formado concentraciones tan grandes de masa al comienzo de la vida del universo. Una de las ideas más sencillas sobre cómo puede haber sido el universo cuando los átomos se estaban formando es que, no importa lo que estuviese pasando, la temperatura era la misma en todas partes. Este se llama “Modelo Isotérmico”. Corresponde a la suposición de que la radiación en los comienzos del universo estaba diseminada iniformemente, estuviera o no agrupada la materia.

En ese (para nosotros) tan inconmensurable espacio de tiempo, las galaxias han tenido mucho tiempo para evolucionar y, gracias a nuestros modernos ingenios, las hemos podido localizar de todo tipo y en algunas de sus más extrañas configuraciones al fusionarse unas con otras por efecto de la Gravedad que, según todos los indicios, es el destino que el Universo tiene adjudicado para Andrómeda y la Vía Láctea dentro de algunos miles de millones de años.

Si desarrollamos las consecuencias matemáticas del Modelo Isotérmico, podremos encontrar que los tipos de concentraciones de masa se podrían haber formado en la infancia del universo y que, de esa manera, son muy fáciles de describir. Con la misma temperatura en todas partes, las fluctuaciones aleatorias ordinarias producirían concentraciones de masa de todos los tamaños, si quisieran encontrar una concentración del tamaño de un planeta, la habría. Lo mismo sucedería con concentraciones de masa del tamaño de estrellas y de galaxias, cúmulos, etc. En la jerga del astrofísico, las concentraciones de masa aparecerían a todas las escalas.

Así, de esa manera, la materia esparcida por todo el espacio y situada a lo largo y lo ancho de él, pudieron formar toda clase de objetos grandes y pequeños configurando galaxias que, como pequeños universos, lo contenían todo y, eran como universos en miniatura con sus mundos y estrellas y sustancia primigenia dispuesta para interaccionar con la radiación, el electromagnetismo y la Gravedad que serían responsables de la formación de nuevas estrellas y nuevas galaxias con la ayuda de la Gravedad viniera de donde viniera (no tenemos claro si en realidad es cierto que existe esa clase de materia invisible que la genera).

“Las mayores galaxias que existen en el universo, esferas gigantes repletas de estrellas, parecen surgir en los océanos cósmicos de gas frío. Así lo sugiere un estudio internacional liderado desde el Centro de Astrobiología, en Madrid. Sus resultados señalan que la formación de supergalaxias en el universo primitivo es un proceso diferente al conocido para el universo más cercano.”

 

 

Claro que, el modelo isotérmico sólo podemos encontrar una solución particularmente simple del problema de las galaxias, porque las concentraciones de masa más pequeñas crecen más rápido que las más grandes. Los primeros objetos que aumentarían serían cosas relativamente pequeñas llamadas protogalaxias, que contendrían quizá un millón de estrellas cada una. Estas protogalaxias se agruparían luego bajo influencias de la Gravedad para formar galaxias con todas las de la ley, que se reunirían a su vez para formar cúmulos y supercúmulos. el universo en este modelo se construiría “desde abajo”

Este cúmulo de galaxias es uno de los objetos más masivos del Universo visible. En esta fotogrrafía de la cámara avanzada para sondeos del Telescopio Espacial Hubble, se ve como Abell 1.689 curva el espacio tal como predijo la teoría de la gravedad de Einstein (las galaxias que hay detrás del cúmulo desvían la luz y producen múltiples imágenes curvadas).

“La lente gravitacional del cúmulo galáctico Abell 370. Al fotografiar el cúmulo de galaxias Abell 370, los astrónomos notaron la presencia de un arco poco común a la derecha de algunas galaxias del cúmulo. Imágenes posteriores permitieron identificar ese arco como el primer ejemplo conocido de una nueva clase de fenómeno astrofísico: un efecto de lente gravitacional causado por todo un cúmulo galáctico y ejercido sobre la imagen de las galaxias de fondo. La gravedad de Abell 370 causó la dispersión de la luz de las galaxias del fondo —y de otros objetos— y le hizo seguir múltiples caminos para llegar hasta nosotros.”

Claro que, en todo esto nos encontramos con un gran inconveniente: ¡No ha habido tiempo para que ese placentero agrupamiento bajo la influencia de la Gravedad haya podido tener lugar lugar desde el momento de la creación, es decir, desde lo que entendemos por Big Bang! Sin embargo y a pesar de ello, ahí las tenemos y podemos contemplarlas en toda su belleza y esplendor pero, ¿cómo pudieron llegar aquí? En realidad, nadie lo sabe.

Hay algunas colecciones de galaxias muy grandes y complejas en el cielo. Nos vemos forzados a concluir que el universo no puede haber tenido una temperatura constante durante el desparejamiento. Es decir, no quiero decir nada contra la existencia de las galaxias, simplemente hago notar que las galaxias no pueden existir si suponemos que la radiación estaba unida y uniformemente distribuida en la infancia del universo. Claro que:

¡Si la radiación marcha junto con la materia y la materia con las galaxias, la radiación de microondas cósmica sería contradictoria!

 

 

Debajo de ésta imagen nos dicen:

“Hallan indicios de “materia oscura” unida al Cosmos. La evidencia muestra nuevos fenómenos físicos que podrían ser debido a la extraña y desconocida “materia”.”

Si la radiación no se hubiera dispersado uniformemente, con independencia de la materia del universo, ¿?dónde hubiera estado? Siguiendo el procedimiento normal de la física teórica, consideraremos a continuación la tesis opuesta. Suponemos que en el comienzo del Universo la materia y la radiación estaban unidas. Si era así, allí donde se encontrara una concentración de masa, también habría una concentración de radiación. En la jerga de la física se dice que esta situación es “adiabática”. Aparece siempre que tienen lugar en las distribuciones del gas cambios tan rápidos que la energía no puede transferirse fácilmente de un punto al siguiente.

En esta imagen obtenida con el Hubble, se observa una lejana proto-galaxia. Una proto-galaxia, es un objeto que dará una galaxia como resultado de su evolución; una galaxia naciente o en formación. Una galaxia muy lejana, es vista muy joven ya que su luz tarda en llegar a nosotros, por eso se dice que “vemos el pasado”. MACS0647-JD, es una galaxia hecha y derecha, pero tan lejana que la vemos como era hace mucho tiempo atrás. Está a 13 mil millones de años luz de casa. Como ese es el tiempo que tarda su luz en llegar a nosotros, la vemos como era hace ese tiempo atrás. Si tenemos en que el Universo se formó hace casi unos 14 mil millones de años (aproximadamente), eso convierte a este objeto en una galaxia de las primeras en formarse. Al verla como un agalaxia naciente, debería estar llena de estrellas brillantes y calientes.

Sabemos que,  para hacer galaxias, la materia del universo tuvo que estar muy bien distribuida en agregados cuando se formaron los átomos. Llamaremos a esto “darle un empukon al proceso”. Un corolario necesario es que en condiciones adiabáticas, la radiación debe de  haber comenzado siendo agrupada también.

Aquí se pretende representar el pasado y el futuro del universo que, se expandió primero de manera muy rápida, después más lenta, y de nuevo la velocidad aumentó, de manera tal que el recorrido represrenta una especie de S que nos habla del pasado y del futuro.

Entre los otros muchos procesos en marcha en aquellos primeros momentos del nacimiento del universo, en aquel tiempo, uno de los principales parámetros a tener en es el de la rápida expansión, ese proceso que ha venido a ser conocido como inflación. Es la presencia de la inflación la que nos conduce a la predicción de que el universo tiene que ser plano.

Se pudieron formar los núcleos y los átomos de la materia

El proceso mediante el cual la fuerza fuerte se congela es un ejemplo de un cambio de fase, similar en muchos aspectos a la congelación del agua. Cuando el agua se convierte en hielo, se expande; todos hemos podido ver una botella de líquido explotar si alcanzanda la congelación, el contenido se expande y el recipiente no puede contenerlo. No debería sert demasiado sorprendente que el universo se expanda del mismo modo al cambiar de fase.

Claro que no es fácil explicar cómo a medida que el espacio crece debido a esa expansión, se hace más y más voluminoso cada vez y también, cada vez menos denso y más frío. Lo que realmente sorprende es la inmensa magnitud de la expansión. El tamaño del Universo aumentó en un factor no menor de 10⁶⁰  longitudes de Planck. Acordáos de aquellos números que en aquel que titulé,  ¿Es viejo el Universo?, os dejaba allí expuestos unos interesantes sobre nuestro universo. Volvamos a verlos:

– La edad actual del universo visible ≈ 10⁶⁰ tiempos de Planck

– Tamaño actual del Universo visible ≈ 10⁶⁰ longitudes de Planck

– La masa actual del Universo visible ≈ 10⁶⁰ masas de Planck

– Vemos así que la bajísima densidad de materia en el universo es un reflejo del hecho de que:

– Densidad actual del universo visible ≈10^-120 de la densidad de Planck

– Y la temperatura del espacio, a 3 grados sobre el cero absoluto es, por tanto

– Temperatura actual del Universo visible ≈ 10^-30 de la Planck

Estos números extraordinariamente grandes y estas fracciones extraordinariamente pequeñas nos muestran inmediatamente que el universo está estructurado en una escala sobrehumana de proporciones asombrosas cuando la sopesamos en los balances de su propia construcción. Lo cierto es que, son tan grandes y tan pequeñas esos números y fracciones que, para nosotros, no tienen significación  consciente, no las podemos asimilar al tratarse, como se dice más arriba, de medidas sobrehumanas. Si un átomo aumentara en esa proporción de 10⁶⁰ no tendría cabida en el Universo, el átomo sería mayor.

Decíamos que en 10^-35 segundos, el universo pasó de algo con un radio de curvatura mucho menor que la partícula elemental más pequeña a algo con el tamaño de una naranja. No debe sorprendernos pués, que el inflación esté ligado a este proceso. Es cierto que cuando oímos por primera vez este proceso inflacionista, podamos tener alguna dificultad con el índice de inflación que se expone sucedió en el pasado. Nos puede llevar, en un primer momento, a la idea equivocada de que se han violado, con un crecimiento tan rápido, las reglas de Einstein que impiden viajar más veloz que la luz, y, si un cuerpo material viajó la línea de partida que señalan los 10^-35 segundos aquella otra que marca la dimensión de una naranja…¡su velocidad excedió a la de la luz!

Claro que la respuesta a que algo sobrepasara la velocidad de la luz, c, es sencilla: NO, nada ha sido en nuestro universo más rápido que la luz viajando, y la explicación está en el hecho cierto de que no se trata de algo pudiera ir tan rápido, sino que, por el contrario, en lugar de que un objeto material viajara por el espacio, lo que ocurrió es que fue el espacio mismo el que se infló -acordaos de la masa de pan que crece llevando las pasas como adorno-, y, , esa expansión hace que las galaxias -las pasas de la masa-, se alejen cada vez más las unas de las otras, haciendo el universo más grande y frío cada vez.

Así que, con la expansión o inflación, ningún cuerpo material se movió a grandes velocidades en el espacio, ya que, fue el espacio mismo el que creció y, de alguna manera, su tremenda expansión, incidió sobre los objetos que contenía que, de esa manera, pasaron de estar muy juntos a estar muy separados. Las reglas contra el viaje a velocidades superiores a la de la luz sólo se aplican al movimiento al movimiento dentro del espacio, no al movimiento del espacio. Así no hay contradicción, aunque a primera vista pudiera parecerlo.

Empleamos todos los medios a nuestro alcance e ideamos nuevos ingenios para poder asomarnos a las escalas más extremas del universo, con los telescopios queremos llegar las primeras gaalxias y, con los aceleradores de partículas nos queremos asomar a ese momento primero en el que se formó la materia.

A los cien millones de años el comienzo del tiempo, aún no se habían formado las estrellas, si acaso, algunas más precoces.  Aparte de sus escasas y humeantes almenaras, el Universo era una sopa oscura de gas hidrógeno y helio, arremolinándose aquí y allá para formar protogalaxias.

A la edad de mil millones de años, el Universo tiene un aspecto muy diferente.  El núcleo de la joven Vía Láctea arde brillantemente, arrojando las sobras de cumulonimbos galácticos a través del oscuro disco; en su centro billa un quásar blancoazulado.  El disco, aún en proceso de formación, es confuso y está lleno de polvo y gas; divide en dos partes un halo esférico que será oscuro en nuestros días, pero a la sazón corona la galaxia con un brillante conjunto de estrellas calientes de primera generación.

Nuestras galaxias vecinas del supercúmulo de Virgo están relativamente cerca; la expansión del Universo aún no ha tenido tiempo de alejarlas a las distancias-unas decenas de millones de años-luz a las que las encontraremos .   El Universo es aún altamente radiactivo.  Torrentes de rayos cósmicos llueven a través de nosotros en cada milisegundo, y si hay vida en ese tiempo, probablemente está en rápida mutación.

Hay algo que es conocido por el término técnico de desacoplamiento de fotones, en ese momento, la oscuridad es reemplazada por una deslumbrante luz blanca, se cree que ocurrió cuando el Universo tenía un millón de años.   El ubicuo gas cósmico en aquel momento se había enrarecido los suficientes como permitir que partículas ligeras –los fotones– atraviesen distancias grandes sin chocar con partículas de materia y ser reabsorbidas.

                 Siempre hicimos lo mismo… ¡Cuando no sabemos imaginamos lo que podría ser!

(Hay gran cantidad de fotones en reserva, porque el Universo es rico en partículas cargadas eléctricamente, que generan energía electromagnética, cuyo cuanto es el fotón.) Es esa gran efusión de luz, muy corrida al rojo y enrarecida por  la expansión del Universo, la que los seres humanos, miles de millones de años después, detectaran con radiotelescopios y la llamaran la radiación cósmica de fondo de microondas. Esta época de “sea la luz” tiene un importante efecto sobre la estructura de la materia.  Los electrones, aliviados del constante acoso de los fotones, son libres de establecerse en órbita alrededor de los núcleos, formando átomos de hidrógeno y de helio.

Sí, de todo eso hemos podido saber pero, ¿cómo se pudieron formar las galaxias a pesar de la expansión del universo? ¿por qué la matería se pudo agrupar y no salió despedida y se dispersó impidiendo esa formación? Lo cierto es que nadie sabe contestar esa pregunta y, se estima, se cree, se piensa que, allí podría haber estado presente una especie de “materia” o “sustancia” cósmica que no emitía radiación y que, generando gravedad, podría haber retenido la materia de manera suficiente para que se pudieran formar las galaxias.

¡Es todo tan complejo!

emilio silvera