El Lado Oscuro del Universo (II)

Hace un par de días hablábamos de la composición del universo. Comentábamos que, aproximadamente, sólo un 4% está formado por materia ordinaria, mientras que más del 20% está constituido por la materia oscura, de la cual ya explicamos algunos aspectos. Pero dejábamos una pregunta en el aire: ¿qué es lo que compone casi las tres cuartas partes del universo en el que habitamos, y que sin embargo ha pasado desapercibido hasta hace unos pocos años?

Fue Albert Einstein quien planteó las bases para dar una respuesta a esta pregunta. Sus modelos presentaban el caso de un universo no estático, es decir que se contraía o se expandía. Dicha idea chocaba directamente con las creencias del ciéntifico que, en su afán por corregir el defecto de su teoría, introdujo en las ecuaciones la llamada constante cosmológica, consiguiendo de esta forma un universo estático. Calificado años más tarde por él mismo como “el peor error de su carrera“, no tardó en descubrirse que el modelo postulado por Einstein era inestable y que ante cualquier mínima perturbación el universo tendería a colapsar o a expandirse sin control.

Años más tarde, en 1929, fue Edwin Hubble quien, tras realizar una serie de observaciones, certificó que, efectivamente, el universo se estaba (y se está) expandiendo. Analizando la luz proveniente de diferentes estrellas advirtió un corrimiento al rojo (redshift en inglés) en el espectro de luz emitido por las estrellas que examinaba dado por el efecto Doppler. Sin entrar en muchos detalles, dicho efecto es el que causa que escuchemos el sonido de la sirena de una ambulancia más agudo cuando se acerca a nosotros y más grave cuando se está alejando (diferencia que se hace más notable cuando pasa a nuestro lado). De igual modo, cuando una estrella se aleja de nosotros, su luz se desplaza hacia longitudes de onda más largas, es decir, se desplaza hacia el rojo (estudios posteriores más detallados indican que el universo no sólo se expande, sino que lo hace cada vez más rápido).

Sin embargo no fue hasta el año 1998 cuando se dio una explicación exhaustiva acerca de este suceso, siendo Michael Turner quien le dio el nombre de Energía Oscura a la que se creía que era la causa. Pero, ¿qué es la energía oscura? De nuevo, como en el caso de la materia oscura, los científicos solo pueden especular.

Son varias las tendencias que predominan en los círculos internos. La constante cosmológica propuesta por Einstein, tras volver a la vida, parecer ser una de ellas y la más aceptada. La interpretación que se le da ahora es que se trataría del coste de tener espacio, es decir, que por el hecho de que el universo ocupa un volumen, debe haber una energía asociada a él que lo sustente. Este tipo de energía ha sido predicha por modelos de la física cuántica y la física de partículas, por lo tanto no estaríamos hablando de una entelequia, aunque los cálculos pronostican que tendría una densidad tan baja que, con los medios actuales, sería casi imposible de detectar, incluso más que la materia oscura.

Podríamos interpretar la energía oscura como un presión negativa que empuja contra las paredes del universo, analizándola desde el punto de vista de los principios termodinámicos, pero sería entrar en detalles innecesarios. Lo importante es el concepto de que la energía oscura proporciona la solución a un problema que ya hemos mencionado: si suponemos cierto el modelo del Big Bang, ¿porqué la expansión del universo no es cada más lenta debido a la accion de la gravedad (que es siempre atractiva) sino que se acelera?

Sin embargo, aunque nos proporciona soluciones, también plantea algunos problemas. Por ejemplo, otra de las ideas que se barajan acerca de la su naturaleza es la llamada quintaesencia. Para ser sincero, es un concepto que no acabo de comprender, pero se trataría de “campos dinámicos cuya densidad de energía puede variar en el tiempo y el espacio”. El dato curioso es que la quintaesencia, fue el nombre que se le dio a un quinto elemento de la naturaleza (junto con el agua, el fuego, el aire y la tierra), también llamado éter.

Ahora bien, este término también se utilizó para solucionar el problema de las ondas electromagnéticas viajando por el vacío, postulándolo como un hipotético material que lo rellenaría y que tendría como características el no tener masa y no interaccionar mediante ningún tipo de fuerza con el entorno. Esta idea quedó desechada rápidamente, si bien ahora volvemos a recurrir a los viejos métodos para plantear una burda solución, a algo que no acabamos de comprender del todo.

¿Están volviendo nuestros viejos demonios? ¿Creeis que es correcto recurrir a una solución que plantea más dudas que soluciones? ¿Sería conveniente que una mente brillante, como hizo Maxwell en el caso que acabo de mencionar, aportara luz a un tema que parece que ha llegado a un punto muerto?  Me gustaría que aportarías vuestras opiniones al respecto.

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~ por Kleiser en 8 abril, 2010.

5 comentarios to “El Lado Oscuro del Universo (II)”

  1. Unos posts muy interesantes, por favor, no dejes de publicar artículos comos estos. Acerca de la física a este nivel no hay mucha divulgación y me parece un tema muy interesante.

    Yo creo que siempre que se recurre al “éter” para explicar las cosas es un fracaso de la física. El éter se ha estado utilizando recurrentemente para explicar los fenómenos del universo y siempre se ha terminado quedando obsoleto. Para mí solo son parches para que a los físicos les cuadren las cuentas hasta que dan con la verdadera explicación.

    Y sobre la energía oscura, si es cierto que existen fuerzas en el universo que empujan a la masa en contra de su atracción gravitatoria de forma natural, su entendimiento y control se me antoja muy práctico. ¿Podría ser la base de la ansiada antigravedad?

    • Hay un aspecto que me he abstenido de publicar para no hacer el articulo demasiado largo y es que la energía oscura que, al fin y al cabo, es un tipo de energia estaría relacionada con la masa por la conocida ecuacion de E = mc2, y por lo tanto su efecto sería, por decirlo de alguna manera, de tipo gravitacional.

      Es decir que seria un fuerza gravitacional repulsiva, lo que supongo que esta en relacion con lo que dices de la antigravedad. Por desgracia como ya digo en el articulo es casi imposible de detectar, al menos de momento, y eso solo hace que la idea de manejarla con fines practicos quede relegada a solo eso, una idea.

  2. Interesante artículo de nuevo, espero el tercero. Son muy completos y tratan temas complejos.

    Respecto al éter, comparto una opinión parecida a Pedro Silva, parece como una “excusa” temporal. De hecho, me parece que antes se creía que todos los planetas flotaban sobre un éter de unas características increíbles, pero luego fue sustituido por la teoría actual. Aunque claro, no podemos sustituir esta opción sin más, hay que tenerla presente como una posibilidad hasta que llegue un genio que aporte luz al tema.

    Por último, encontré el otro día este gráfico de la NASA acerca de las estimaciones actuales de proporciones de energía y materia oscura que estamos tratando aquí y quería compartirlo: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Cosmological_composition.jpg

    • Estuve a punto de poner esa imagen, u otro grafico bastante parecido, pero ya que estamos con el tema de astrofisica, y la astronomia nos brinda una representaciones artisticas tan coloristas y espectaculares, preferi recurrir a una de ellas.

      La imagen no tiene relacion alguna con el tema, es decir que no es ninguna estimacion de la energia oscura ni de la materia oscura, simplemente es una nebulosa….pero no me negareis que llama la atencion 🙂

  3. Muy interesante Kleiser, ojalá sigas disponiendo de tiempo para continuar el blog.
    Respecto a la pregunata, el hecho de introducir constantes cosmológicas u otras admirables chapucillas me parece positivo mientras no se pierda de vista que son eso, chapucillas. Y me parece positivo porque se consigue que la ciencia en lugar de estancarse en un punto simplemente deje un asunto “pendiente de mejor resolución” y pueda seguir avanzando (a veces mucho) en otras direcciones desde ese punto en lugar, como digo, de quedarse estancada.
    Saludos cósmicos!

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