Misterios del Universo 4

Desafortunadamente los videos de esta serie fueron eliminados en YouTube debido a problemas con los derechos de autor. Sin embargo no quisiera dejar la serie inconclusa por lo que esta es la traducción del cuarto video.


MK- La Tierra se mueve en un viento de materia oscura. Pero la materia oscura atraviesa todo, se parece mucho a un fantasma. Ahora mismo puede que haya materia oscura en tu cuerpo. Es muy difícil de detectar pero sabemos que está ahí, ahora incluso tenemos mapas de la materia oscura.

¿Si no podemos verla o sentirla, cómo es posible que hagamos un mapa?

MIK- Veamos una vez más esa imagen de huevo moteado del Universo. Es una medición precisa de las fluctuaciones y la radiación de fondo que nos ayuda a entender la composición del Universo. Desde este punto de vista de la radiación de microondas los astrofísicos han podido determinar que un sorprendente 95% no se puede ver ni medir. Y casi una cuarta parte de ese Universo desconocido está compuesto de lo que se conoce como materia oscura.

Así no es como lo aprendí.

MK- Bueno, no me sorprende, porque casi todos los libros de texto de química de secundaria está equivocado; el Universo no está compuesto principalmente de átomos. No se puede ver, desde luego, es por eso que los científicos que trabajan con el telescopio Chandra de rayos-X que ahora está en órbita encontraron imágenes de galaxias distantes y luego las procesaron digitalmente para mostrar la separación de la materia visible, que se muestra en rojo, y la materia oscura que se muestra en azul.

MK- El color azul realmente es artificial porque la materia oscura es invisible. Estos astrónomos determinaron la presencia de materia oscura porque su gravedad puede doblar la luz visible. Este efecto se llama lente gravitacional. Einstein lo predijo desde 1918 y observaciones posteriores lo han confirmado. Sí que ahora sabemos que la materia oscura se encuentra ahí cuando vemos como se dobla la luz visible. Es como mover una lenta a través de un campo de estrellas.

¿Hace cuánto que sabemos estas cosas? En 1933 Fritz Swicky De Calt Tech notó que las galaxias no giraban de acuerdo a las leyes de la gravedad de Newton. Deberían estarse deshaciendo a menos de que algo pesado las estuviera manteniendo unidas. La comunidad astronómica se rió cuando el la llamó materia oscura. Y también se rieron de otra astrónoma Vera Rubin que también había notado que la Vía Láctea tendría que ser diez veces más pesada para comportarse de la manera como lo hace sin desintegrarse.

MK- Pero con el paso de las décadas el volumen absoluto de datos de las galaxias finalmente convenció a una comunidad dudosa de que la materia oscura realmente existe. Ya nadie se ríe. Si se usan las leyes de movimiento de Newton para calcular los giros de una galaxia, resulta que una galaxia gira diez veces más rápido, lo que significa que se debe desintegrar. Tiene que haber un halo que pese diez veces más que la galaxia misma para mantenerla unida. Así es que imagina una imagen típica de una galaxia, ahora dibuja un círculo, diez veces más grande que la galaxia misma. Eso es la materia oscura.

¡Oh! Así que esa materia oscura actúa como un amortiguador que evita que la galaxia se desintegre. Pero si sumamos toda la materia que podemos ver (4%) y la materia oscura que no podemos ver (23%) todavía queda un setenta y tantos por ciento de algo en el Universo que no tiene explicación. ¿Es materia u otra cosa?

MK- Nosotros la llamamos energía oscura. La energía oscura bien puede ser la cosa más misteriosa en el Universo. Es una manera para explicar lo que hemos estado viendo con nuestros telescopios. El Universo se está expandiendo constantemente. Esta no es una nueva teoría pero en 1998 los astrónomos que estudiaban una supernova descubrieron que una fuerza antigravitacional está acelerando la tasa a la que se expande el universo.

MK- Esa fue una gran sorpresa. Hasta entonces habíamos aceptado la noción de que la expansión del universo, la continuación de la secuela del big-bang realmente se estaba haciendo más lenta.

Ya que realmente nunca hemos visto muchas de las cosas de las que estamos hablando, supongo que nunca hemos tenido contacto visual con la energía oscura.

MK- No hasta ahora, pero cuando el haz de protones pasa como un destello por las 17 millas del túnel del colisionador de adrones se crearan nuevas partículas de energía que nunca se habían visto antes. Una de estas puede ser una spárticula

Ustedes se pasan mucho tiempo inventando nombres.

MK- Sí. Las spartículas son super-partículas, son partículas de sombra y puede que compongan mucho de lo que llamamos materia oscura. Las spartículas han sido pronosticadas por una teoría llamada la Teoría de la Cuerda. De hecho mi trabajo lo dedico a la Teoría de la Cuerda. Esa es mi ocupación.

Parece que el descubrimiento de la energía oscura ha cambiado nuestro entendimiento de las fuerzas que impulsan al universo.

MK- Sí cuando Einstein creó su Teoría General de la Relatividad en 1915 lo hizo en una época en la que se pensaba que el Universo estaba estático. Él teorizó que eventualmente se colapsaría por la fuerza de gravedad, así que Einstein agregó una constante cosmológica para balancear la ecuación.

Pero el universo se está expandiendo.

MK- Correcto. Cuando Hubble descubrió que el Universo no era estático ya no hubo necesidad de la constante. Einstein lo llamó su gran error. Pero ahora que sabemos que hay esta fuerza antigravitacional haciendo que el Universo se despedace, resulta que se parece mucho a la constante cosmológica de Einstein, así que su gran error puede ser que pensara que se había equivocad en primer lugar.

Un error correcto, que bien. Ahora por qué no observamos algo que podamos ver realmente, la hoja de resumen:

Lo que podemos ver y medir resulta que es el 4.3% del Universo.
Un estimado de 23% del Universo lo compone la materia oscura.
Esta materia oscura evita que las galaxias se desintegren.
Un especie de antigravedad que llamamos energía oscura está impulsando la expansión del Universo y es el 75% de lo que está allá afuera.

Así que ahora que nos acercamos al final, voy a predecir que nuestro universo globo no va a explotar, ¿o sí? Va a ser otra cosa.

MK- Bueno, no. Durante siglos los poetas y los compositores se han preguntado si el Universo va a morir en el fuego o en el hielo. Así es que ¿cuál es?

Estoy pensando, estoy pensando.

Hemos visto hacia atrás hacia el big-bang y al baby-bang y hemos explorado los misterios de los hoyos negros y el lado oscuro de la materia y la energía. Vimos hacia atrás en el tiempo a un punto unos trescientos mil años después del big-bang, ese huevo moteado. ¿Es posible ir más atrás en el tiempo que eso?

MK- Los astrónomos pueden recibir algo de ayuda cuando la NASA lance un satélite llamado Liza dentro de unos años. Habrá tres satélites en forma de anillo comunicándose entre ellos por medio de rayos laser. Liza es un gran paso adelante porque es un detector olas de gravedad. Se basa en un principio totalmente diferente a los telescopios de luz.

¿Olas de gravedad? Yo pensaba que la gravedad era una constante.

MK- La teoría de la relatividad de Einstein pronostico las olas de gravedad que son ondas y vibraciones en la superficie del espacio-tiempo. Y el sistema Liza debe comprobar que estas olas de gravedad están en todas partes del universo. Estarán grabando estas olas de gravedad, fluctuaciones leves en campos de gravedad que se han propagado por todo el Universo desde los primeros momentos después del big-bang.

¿Encontrarán algo como el huevo moteado, el mapa de la radiación cósmica del big-bang?

MK- Liza detectará la radiación en el instante de la creación lo que no podía hacer Wmap. Wmap sólo ve las cosas trescientos cincuenta mil años después del big-bang. Antes de eso es sólo una bruma. Y para penetrar esta bruma penetrarán hasta posiblemente una trillonésima de segundo después del instante de la creación.

Una trillonésima de segundo. Eso se llama medir bien en cualquier Universo. Una trillonésima más y podrán ver lo que sucedía antes del big-bang.

MK_ Bueno, tal vez nos de una pista. Es muy especulativo, pero Liza detectará las olas gravitacionales emitidas justo al instante del big-bang. Esta radiación a su vez le dará peso a una de varias teorías que compiten para saber que había antes de la explosión.

Y ¿cuáles son esas teorías en competencia?

Está la teoría de la burbuja y la teoría del cerebro. Empecemos con la teoría de la burbuja.

“MK_ Bueno.