¿Qué es el Universo?
Redacción |
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Reflexiones
de Isaac Asimov: |
a
palabra universo proviene de un término en latín que
significa "convertirse en uno". Es todo considerado como
una unidad: toda la materia y la energía que existen. Tenemos
el inconveniente de estudiar el Universo desde dentro. Podemos ver
las partes que están más cercanas a nosotros, pero
las más lejanas se hacen progresivamente débiles y
borrosas. Aun con todos nuestros instrumentos, buena parte del Universo
está demasiado distante y oscuro como para poder observarlo,
siquiera sin fijarnos en los detalles.
A partir de lo que vemos, sin embargo, podemos llegar a algunas
conclusiones. Supongamos que estamos viendo el Universo desde fuera,
bajo unas condiciones que nos permiten ser conscientes de todo su
funcionamiento (esto es imposible, por supuesto, ya que no puede
existir un lugar "fuera de Universo", pero imaginémoslo
de todos modos).
Veríamos el Universo como una mezcla tridimensional de trazos
finos de luz, con espacios vacíos entre sí. Habría
muchos espacios pequeños vacíos, un número
algo más pequeño de espacios mayores y un número
aún menor de espacios más grandes. En relación
con las líneas de luz, se agruparían aquí y
allí en pequeños nudos y racimos de luz, con un pequeño
número de nudos más brillantes.
El Universo se asemejaría a una esponja hecha de luz. Las
líneas curva y los trazos de luz están constituidos
por cerca de cien mil millones de puntos de luz (algunos considerablemente
más brillantes que otros). Cada uno de estos puntos es una
galaxia.
El Universo tal como lo vemos sería muy notable por su calma.
Aparentemente, no ocurriría nada. La razón es que
ningún cambio progresivo, lo bastante grande como para ser
percibido desde nuestra perspectiva universal, puede ocurrir a una
velocidad mayor que la de la luz. La velocidad de la luz (186.282
millas por segundo) puede ser inimaginablemente rápida para
nosotros, pero a escala del Universo como una totalidad, la luz
puede considerarse prácticamente inmóvil.
Supongamos, por ejemplo, que como resultado de este hecho inimaginable,
el punto central de una de las galaxias del Universo deje de emitir
luz. Se pone negro. Supongamos que una oleada de esta oscuridad
se esparce hacia el exterior de este punto central en todas las
direcciones a la velocidad más rápida posible, la
de la luz. Nosotros, mirando desde el exterior del Universo, podremos
ver que la galaxia (para nosotros tan visible como un punto de luz)
comienza a oscurecerse lentamente, pero necesitará decenas
de años antes de que se apague por completo. Pasarían
cientos de miles de años antes de que la oscuridad se extendiera
a otros puntos vecinos. Tardaría unos 12.000 millones de
años, como mínimo, para oscurecer todo el Universo.
Si comenzamos a observar en cualquier nivel de este oscurecimiento
universal no veremos absolutamente ningún cambio en el curso
de nuestra vida, y muy poco en el curso de cien vidas (lo mismo
ocurriría, por cierto, si el Universo fuera oscuro al comienzo
y empezara a aclararse desde un punto central: la influencia se
esparciría a la velocidad de la luz).
Somos tan prisioneros de nuestro tiempo y espacio como todo lo demás.
No podemos, bajo ninguna de las circunstancias que conocemos, ir
más deprisa que la velocidad de la luz. A esa velocidad,
nos llevaría unos 160.000 años ir hasta el último
punto de nuestra propia galaxia y regresar, y 4.600.000 años
viajar a la galaxia de Andrómeda, nuestro vecino grande más
cercano, y regresar. En realidad, yendo a la velocidad de la luz,
la teoría de la relatividad de Einstein nos dice que el paso
del tiempo llega a cero, y a los que viajásemos nos parecería
que el tiempo se detiene. Sin embargo, en la Tierra, cuando retornásemos,
descubriríamos que han pasado 160.000 años mientras
estábamos visitando el punto más distante de la galaxia,
o que han pasado 4.600.000 años mientras volábamos
a Andrómeda y regresábamos.
Sin embargo, no es probable que podamos viajar a la velocidad de
la luz. La velocidad máxima más práctica podrá
llegar a ser de una quinta parte de la velocidad de la luz, en cuyo
caso la disminución relativa del tiempo es insignificante
para el viajero. En tiempo real, el astronauta tardaría 800.000
años en visitar la otra punta de la galaxia y regresar, y
23 millones de años en ir y volver de Andrómeda.
Puede ser, pues, que con la mejor buena voluntad del mundo, un hombre
pueda llegar a visitar únicamente las estrellas más
cercanas, y desde la perspectiva universal esa distancia sería
esencialmente igual a cero.
No obstante, considerando el Universo como una totalidad, supongamos
que superamos su falta de movimiento aumentando nuestra velocidad
un millón de veces. O, como alternativa, supongamos que una
especie de superser ha tomado una fotografía detallada del
Universo cada cien mil años y que ahora tenemos la oportunidad
de pasar la película por un proyector a dieciséis
fotografías por segundo.
A esta velocidad, las galaxias sufren cambios rápidos. Cada
una de ellas gira rápidamente alrededor de su centro Si tiene
forma de espiral, su brazo puede aparecer y desaparecer. Ninguno
de estos cambios sería visible desde nuestra perspectiva
universal, por supuesto. Los puntos de luz continuarán siendo
sólo puntos de luz.
A esta velocidad, algunas galaxias explotarían en un estallido
de luz, otras se desarrollarían en agujeros negros que crecerían
enormemente y devorarían millones de estrellas en cuestión
de segundos. Otras galaxias chocarían y producirían
una lluvia increíble de ondas de radio y otras radiaciones.
Ninguna sería individualmente visible. Algunos de los puntos
de luz de nuestra visión del universo podrían brillar
un poco más y otros un poco menos, pero probablemente no
lo notaríamos si no realizáramos mediciones precisas.
En ese caso, ¿aumentar la velocidad del tiempo no alterará
la inmutabilidad del Universo? No necesariamente. Existe un cambio
que nos abruma en relación con el Universo.
A medida que miramos la película notaremos que el Universo
se expande de manera visible. Los agujeros en la estructura de esponja
aumentan lentamente, y las curvas y descensos de la luz se aclaran
y se esparcen lentamente, de modo que la intensidad de la luz en
cualquier punto será débil. En síntesis, la
esponja del Universo crecerá cada vez más y su luz
se irá debilitando.
También podemos pasar la película hacia atrás.
En este caso el Universo se contraerá. Los agujeros en la
estructura esponjosa se harán cada vez más pequeños,
y las curvas y descensos de la luz se irán espesando y apretando.
En síntesis, la esponja se hará cada vez más
pequeña y brillante.
Si continuamos pasando la película hacia delante indefinidamente,
el Universo se expandirá y se oscurecerá indefinidamente
hasta que sea demasiado oscuro como para ser visto. Y si continuamos
mirando la película hacia atrás, existe un límite
de tiempo durante el cual podemos hacerlo, ya que al final el Universo
se encogerá hasta convertirse en la nada.
De hecho, si comenzamos son el presente y miramos la película
hacia atrás, representando 100.000 años por cada dieciseisava
parte de un segundo, en unas dos horas veremos un Universo contraído
en un pequeño punto insoportablemente brillante y caliente,
que se apagará en la nada.
Si comenzamos en ese punto en que no existe nada y miramos la película
hacia delante, el punto aparecerá con su brillo y su calor
insoportables y rápidamente se expandirá y se enfriará.
Esa es la Gran Explosión (Big Bang) en la que, según
sospechan ahora los astrónomos, se formó de la nada
toda la materia y la energía del Universo, según las
reglas peculiares de la teoría del cuanto.
La Gran Explosión plantea un problema fascinante a los astrónomos.
En el momento de la Gran Explosión, el punto original de
luz debía ser homogéneo. Todo debía estar completamente
mezclado, y también a medida que se expandió. La totalidad
del Universo actual debería de ser, pues, un enorme gas,
siempre en expansión y siempre disminuyendo su espesor, que
sería siempre el mismo en todas las partes del Universo.
En lugar de ello, si mantenemos nuestra visión universal,
tenemos ante nosotros un Universo terriblemente irregular. La materia
y la energía se ha coagulado en unos puntos que denominamos
galaxias, y éstas a su vez se han agrupado en líneas
y curvas de luz que dan al Universo su apariencia de esponja. ¿Cómo
puede el Universo transformarse en una esponja a partir de un punto
de luz? Los cosmólogos todavía están discutiéndolo
y comprobando distintas teorías.
Otro problema es el siguiente: ¿el Universo se expandirá
siempre?
El Universo se está expandiendo contra la fuerza de su propia
gravedad y, como resultado, su promedio de expansión disminuye.
Pero este efecto de freno que ejerce la gravedad, ¿es suficiente
para detener completamente la expansión algún día
y comenzar una contracción?
Eso depende de la cantidad de materia que haya en el Universo, ya
que la materia es el origen de la fuerza de la gravedad. En este
momento, la cantidad de materia que podemos detectar no parece sobrepasar
el 1% de la cantidad necesaria para detener la expansión
algún día. No obstante, existen algunos indicios de
que la expansión se detendrá algún día.
Ello significaría que hay por lo menos cien veces más
materia en el Universo que la que hemos podido detectar hasta ahora.
Los cosmólogos lo llaman "el misterio de la masa perdida"
y discuten acaloradamente acerca de ello. |
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| Para
saber más... |
Un universo más longevo
que lo estimado
Noticia original BBC
El Universo podría ser 1.000 millones de años
más antiguo de lo que originalmente se calculaba,
de acuerdo a recientes estudios realizados por científicos
italianos y alemanes.
Una serie de medidas llevadas a cabo en un laboratorio
bajo tierra, indican que la reacción atómica
que produce la energía dentro de las estrellas
es mucho más lenta que lo que se pensaba.
Ello significa que las estimaciones del ciclo de vida
de los elementos cósmicos se quedan cortas. El
reajuste efectuado le otorga al Universo una edad de 14.700
millones de años, en vez de los 13.700 millones
de años que se le había fijado anteriormente.
Bajo tierra
El descubrimiento se logró en el Laboratorio Bajo
Tierra de Astrofísica Nuclear, conocido como LUNA
por sus siglas en inglés.
"En LUNA los científicos del Instituto Italiano
de Física Nuclear y de la Universidad de Bochum
en Alemania, están reproduciendo las reacciones
nucleares generadoras de energía que se llevan
a cabo dentro del sol", explicó el editor
de ciencia de la BBC, David Whitehouse.
De acuerdo al coordinador de LUNA, Carlo Broggini, "en
un laboratorio ordinario en la superficie los efectos
de la reacción que hemos estudiado habrían
permanecido ocultos por otros efectos mucho más
abundante que los que se producen bajo tierra".
"Sin embargo, como nuestro laboratorio se encuentra
bajo 1.400 metros de roca, contamos con un espacio aislado
para llevar a cabo estas delicadas medidas", apuntó
el científico.
El ciclo que se reproduce y estudia en LUNA -entre carbono,
nitrógeno y oxígeno- sólo produce
una pequeña fracción de la energía
del Sol, lo que se queda corto con la capacidad energética
de otras estrellas del Universo.
No obstante, los resultados obtenidos permitieron determinar
que el ciclo entre carbono, nitrógeno y oxígeno
provee la mitad de energía que lo que originalmente
se pensaba.
"Con este resultado se concluyó que las estrellas
viven más que lo que se estimaba, un elemento que
afecta los cálculos existentes sobre la edad del
Universo, que se basaban en la edad de las estrellas más
antiguas", explicó Whitehouse. |
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Ni finito ni infinito David Whitehouse
El Universo tiene un ancho de por lo menos 156.000
millones de años luz, dicen los astrónomos.
Esta estimación fue hecha por una sonda espacial
que se encuentra investigando la Radiación Cósmica
de Fondo, también conocida como eco del Big Bang.
El eco contiene información de cómo era
el cosmos en su juventud y cómo pudo haber sido
su desarrollo.
El cosmos tiene 13.700 millones de años. Pero la
expansión que experimentó después
del Big Bang hace que los métodos tradicionales
para medir las distancias, no puedan utilizarse en su
caso.
El cálculo de su edad fue extraído mediante
dos líneas de investigación: la edad de
las estrellas y la expansión del Universo.
Esto significa que las radiaciones que nos llegan de las
primeras etapas del Universo han viajado por más
de 13.000 millones de años.
Pero la conclusión a la que se puede llegar mediante
este cálculo -que el radio del Universo es de 13.700
millones de años luz y que su ancho es de 27.400
millones de años luz- es incorrecta.
Según los astrónomos el Universo es más
complejo. Se ha ido expandiendo sin tregua desde el Big
Bang cuando se originaron la energía, el espacio
y el tiempo.
De acuerdo a Neil Cornish y sus colegas de la Universidad
del Estado de Montana, en Estados Unidos, la distancia
recorrida por la luz en los primeros años del Universo
es mayor debido a la expansión del mismo.
Para hacerse una idea más clara, trate de imaginarse
al Universo un millón de años después
del Big Bang.
La luz viaja durante un año, cubriendo una distancia
llamada año luz.
Pero en ese momento, el Universo era aproximadamente mil
veces más pequeño que ahora, con lo cual
un año luz se ha prolongado ahora hasta llegar
a convertirse en casi mil años luz.
Cuando se toma en cuenta esta expansión, el Universo
es mucho mayor de lo que se estimaba.
Ni finito ni infinito
A raíz de esta expansión, la radiación
de los primeros años del Universo no puede haber
viajado a 78.000 millones de años luz.
Lo que significa que el punto de partida de una partícula
de luz, un fotón, que llega hasta nosotros después
de viajar por 13.700 millones de años, está
ahora a una distancia de 78.000 millones de años
luz.
Y ese es el radio del Universo.
¿Confundido?
El nuevo cálculo fue hecho con información
obtenida por la sonda Wilkinson de la Agencia Nacional
para la Aeronáutica y el Espacio (NASA), que estudió
la Radiación Cósmica de Fondo, formada 400.000
años después del Big Bang.
Las sutiles diferencias en la radiación de fondo,
les permite a los astrónomos determinar la edad
del Universo y otros parámetros cosmogónicos.
Una implicancia que se desprende de este nuevo análisis
es que la idea de que uno puede, teóricamente,
mirar en una dirección y eventualmente verse la
parte de atrás de la cabeza, es falsa.
Los investigadores buscaron en vano evidencias de que
era posible ver múltiples imágenes de un
mismo objeto en diferentes sitios en el espacio y el tiempo.
Según los científicos estadounidenses, la
investigación no aporta evidencias de que el Universo
sea infinito pero tampoco finito.
Un poco confuso ¿no?.
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| Mendoza, Argentina, 14 de Junio de 2004. |
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