Con galaxias y a lo loco
Un
sorprendente descubrimiento sobre el universo y su dinámica, las claves del
sistema inmunitario y una simetría de cristales que tiró por tierra las teorías
vigentes, merecen este año los galardones de mayor prestigio en ciencias. Cinco
especialistas españoles explican los méritos de sus distinguidos colegas en
física, química y medicina
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.
"Con
galaxias y a lo loco” El País 12/10/11.
1.-
¿Qué es una supernova y una SINa? Explícate.
- Una supernova es una estrella moribunda que explota.
- SN Ia son las supernovas más luminosas y de luminosidad constante.
2.- Qué dicen las estrellas SNIa del universo?
- Es la distancia y velocidad aparente de las galaxias. Se descubre que el universo se expande aceleradamente.
3.-
¿Cuándo se ralentizó y cuando se aceleró la expansión del Universo?
- Después del Big-Bang se ralentiza y se acelera hace 5000 millones de años hasta la actualidad.
4.-
¿Quién se opone a la expansión del Universo y qué es lo que la acelera?
- La gravedad se opone a la expansión del universo y la acelera la energía oscura, es la que queda en el universo después de quitar toda la materia y la radiación.
5.-
¿Es visible todo el Universo desde la
Tierra ? ¿Cómo varía?
- No, sólo el horizonte que por la expansión se va ampliando continuamente a razón de un año luz al año.
6.-
¿Realmente las galaxias se alejan más rapidamente cuanto más alejos se
encuentran?
- En el horno la masa de un pan de nueces se expande pero las nueces no se desplazan. Las galaxias no se mueven, es el espacio entre ellas la que se hincha.
7.-
¿El universo, el espacio y el tiempo siempre han existido?
- No, se dice que todo empezó cuando surgió el Big-Bang.
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