"CON GALAXIAS Y A LO LOCO" El País, 12 de Octubre de 2011
En el horno la masa de un pan de nueces se expande, pero las nueces no.
Del mismo modo, observamos que el universo está en expansión: las
galaxias tienen tamaños estables, pero el espacio entre ellas se estira.
Mirando el universo desde cualquier galaxia, astrónomos de aquí o de
allá podrían pensar que ellos están en reposo mientras que los demás se
alejan, más velozmente cuanto más lejos estén. Pero esta velocidad es
solo aparente: las nueces no se desplazan, es la masa la que se hincha.
Edwin Hubble, en 1928, se hizo famoso por descubrir la expansión
universal, aunque lo más novedoso de su publicación fuese el bello
título: El Reino de las Nebulosas (o galaxias). En su favor
diré que era un gran futbolista... pero eligió ser astrónomo. Los
salarios relativos no eran lo que son.
Si pidiera un litro de futura supernova le darían una botella de dos
toneladas Lo único capaz de acelerar la expansión del universo es su
energía oscura.
Para comentar el descubrimiento premiado este año con el Nobel
conviene ir pasito a paso. La expansión del pan es algo más fácil de
visualizar que la del cosmos. La entendemos (esta última) en el contexto
de la teoría de la gravitación de Einstein, o Relatividad General,
comprobada -a escalas menores que el universo- con precisión asombrosa.
El pan se expande en el espacio que lo circunda, pero el universo no. El
espacio y el tiempo son propiedades intrínsecas del universo y nacieron
con él. La frase "al norte del Big Bang" es aún más indefendible que la
de "antes del mismo".
Otros pasitos: una supernova es una estrella que explota; su
luminosidad aumenta hasta competir con la de una galaxia entera. Las
supernovas más luminosas -visibles hasta mayor distancia- son de tipo
Ia, apodadas SN Ia. Tienen masas tan grandes como la del Sol pero, antes
de explotar, son tan pequeñas como la Tierra. Consecuentemente, son muy
densas: diga "póngame un litro de futura SN Ia" y le darán una botella
de dos toneladas de masa.
Al parecer, las SN Ia explosionan al volverse inestables tras haberse
zampado parte de otra estrella muy cercana. No está demasiado claro por
qué, pero una virtud de estas supernovas es que su luminosidad es (con
pequeñas correcciones) fija o estándar. Si tuviéramos un tren estándar
(que pitase siempre con la misma nota e igual de fuerte) podríamos saber
cómo está de lejos y a qué velocidad va, midiendo la intensidad y
frecuencia de su pitido; lo oímos más flojo cuanto más lejos está, más
grave cuanto más raudo se aleja. Pues con la luz de las supernovas,
igualito. Uno puede medir la distancia y la velocidad aparente de las
galaxias en las que las SN Ia están. Midiendo docenas de ellas, desde
cercanas a muy lejanas, se consigue reconstruir buena parte de la
historia de la expansión del universo. Historia porque mirando lejos
miramos al pasado, la luz tarda en llegar.
La mitad del Nobel de Física de 2011 le ha tocado a Saul Perlmutter, líder de un grupo de cazadores
de supernovas y sendos cuartos a Brian Schmidt y Adam Riess, del grupo
competidor. No se hubieran repartido el Gordo si el resultado no fuese
inesperadamente loco: el universo no solo se expande, sino que está
acelerando. Cuando lo anunciaron, en 1998, hasta a ellos les costaba
creérselo.
Más pasos: a una bola de billar le basta su inercia para moverse a
velocidad constante, un cohete necesita algo que lo acelere. Evitando
discutibles imitaciones, lo único capaz de acelerar la expansión del
universo es su energía oscura, que Einstein inventó bajo el nombre de
constante cosmológica. Esa energía sería la del vacío, lo que quedaría
en el cosmos si pudiéramos sustraerle toda la materia y radiación que
contiene. Que el vacío sea distinto de la nada es fascinante, que pueda
ejercer sobre sí mismo un efecto gravitacional repulsivo que acelere el
universo... lo es más. Pero la mayor sorpresa surge de la combinación de
los datos de las SN Ia con otros, en particular los de la radiación
cósmica de fondo, que nos llega de cuando el universo era un jovencito
de 379.000 años de edad, unas 36.000 veces más joven que ahora. En
promedio, la energía del vacío contribuye un 75% de la densidad de
energía del universo, el resto es materia, de la cual solo 1/5 es la
ordinaria, de la que nosotros y las estrellas estamos constituidos.
También le atribuimos al vacío, por el llamado mecanismo de Higgs, la
generación de la masa de las partículas elementales, solo las
partículas de luz tienen masa nula. Una vibración de la sustancia del
vacío sería el tan buscado bosón de Higgs, que algunos madridistas
llaman la partícula de Mou. Pero el valor medido de la
constante cosmológica y el que uno sospecharía a partir del mecanismo de
Higgs discrepan enormemente, paso atrás.
Ultimo paso: el universo visible es una parte del universo, puesto que solo podemos ver hasta el horizonte:
allá desde donde le ha dado tiempo a la luz a llegarnos desde que el
cosmos nació. Por eso, el año pasado el universo visible era un año-luz
más pequeño que hoy (incluso más, ya que se está expandiendo). La parte
del universo que aún no vemos se está alejando de nosotros a una
velocidad (¡aparente!) mayor que la de la luz, que es la máxima a la que
podemos enviar información de un lugar a otro. ¡Pero del universo hoy
invisible no nos llegará información hasta que lo veamos!
Si los neutrinos pudiesen viajar más rápido que la luz, como los
autores del experimento Opera han anunciado recientemente, la
explicación más razonable -de lejos- sería que las leyes de la
relatividad fueran válidas para todo ente... menos el vacío. Pero los
resultados de Opera, si así fuera, serían inconsistentes consigo mismos.
Por ahora, opino, Einstein puede reposar tranquilo, aunque su energía oscura aún no esté del todo clara.
http://elpais.com/diario/2011/10/12/futuro/1318370401_850215.html
Preguntas:
1.¿Qué es una supernova y una SINa? Explícate.
Una supernova es una estrella moribunda que explota.
SNIa son las más luminosas y de luminosidad constante.
2.¿Qué dicen las estrellas SNIa del Universo?
Nos dicen velocidad y distancia aparente de sus galaxias, demostrando que el universo se expande aceleradamente.
3.¿Cuándo se ralentizó y cuando se aceleró la expansión del universo?
Se ralentizó después del Big-Bang y se viene acelerando desde hace 5.000 millones de años.
4. ¿Quién se opone a la expansión del Universo y que es lo que acelera?
La gravedad se opone y la energía oscura (la que quede en el universo tras quitarle toda la materia y radiaciones) la acelera.
5.¿Es visible todo el Universo desde la Tierra? ¿Cómo varía?
Solo el horizonte que por una expansión se va ampliando continuamente a razón de un año luz al año.
6.¿Realmente las galaxias se alejan más rápidamente cuánto más lejos se encuentran?
En el horno la mas de pan de nueces se expande, pero las nueces no se desplazan. Las galaxias no se mueven es el espacio entre ellas que se hincha.
7.¿El universo, el espacio y el tiempo siempre han existido?
No, el espacio y el tiempo nacen con el universo.
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