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| Stephen Hawking, pionero en el estudio de los agujeros negros. Imagen por: José M Castillo Hidalgo |
El siglo pasado fue un carrusel de descubrimientos en física y cosmología. La relatividad de Einstein y la física cuántica de Bohr, Schrodinger, Heisenberg y otros, destruyeron por completo los viejos conceptos mecanicistas, al menos en lo que concierne a escalas espaciales y velocidades extremas.
Un subproducto de estos hitos de la ciencia es el descubrimiento de los extraños objetos conocidos como agujeros negros, dentro de los cuales la gravedad es tan intensa que tuerce y rompe el tejido del espacio tiempo, atrapando en su interior incluso a la luz. Dichos objetos –llamados también singularidades- han sido ampliamente estudiados por Roger Penrose, Stephen Hawking y otros.
Otro descubrimiento interesante, realizado por Edwin Hubble (en honor a quien el famoso telescopio lleva su nombre) fue el corrimiento hacia el rojo del espectro electromagnético de las galaxias lejanas. Dicho corrimiento se conoce como efecto Doppler, e indica que las galaxias se están alejando y por consiguiente el universo se expande.
Pues bien, la expansión del universo lleva a una interesante inferencia: si en la actualidad se expande entonces en algún momento debió estar comprimido en un único punto de densidad infinita, es decir, en una singularidad. Dicho punto debió haberse expandido en una gran explosión que conocemos como “big bang”. La noticia del “big bang” fue bien acogida por la comunidad científica, así como por las religiones ya que implicaba un momento de creación, contrario a lo que la física clásica mecanicista creía: un universo estático infinitamente viejo.
¿Cuáles son las pruebas del big bang? En primer lugar, la llamada radiación de cuerpo negro, que significa esencialmente que el universo no se encuentra absolutamente frio, sino a una temperatura de 3º kelvin. Dicho calor representa la signatura de un evento de gran energía. La segunda prueba es la expansión del universo.
La edad del universo entonces se calcula considerando que este se expande a un ritmo relativamente lento. La gravedad de las galaxias frena la expansión, así que si la expansión ha estado frenando desde el big bang, podemos calcular el tiempo transcurrido, e inferir que los primeros instantes fueron realmente rápidos, formándose prácticamente toda la materia existente en la actualidad antes de transcurrido el primer segundo.
Hasta aquí yo entendía el asunto. Estaba un poco incomodo con las extrañas explicaciones que ofrece la mecánica cuántica sobre la estructura del universo, como por ejemplo que las cosas están en muchos sitios a la vez (cosas cuánticas, claro), pero por lo que entiendo, las matemáticas que sustentan la teoría son increíblemente solidas, y como todos sabemos el universo no solo se explica matemáticamente; en realidad el universo ES matemáticas. A pesar de eso yo era feliz entendiendo que hubo un principio en forma de singularidad, y que además podemos calcular cuando ocurrió.
Pero resulta que el asunto estaba muy bueno para ser cierto. En la actualidad existe evidencia de que el universo no se encuentra frenando su expansión sino al contrario: ¡La expansión se está acelerando! ¿Cómo? Todo esto es una locura. Si se está acelerando entonces, si retrocedemos en el tiempo llegará el momento en el que el universo estaba estatico, sin expansión, pero ese tiempo no confluye en una singularidad. ¿O sí? ¿Por qué el universo acelera su expansión? ¿Será que el espacio se está creando continuamente a un ritmo exponencial? ¿O es que hay una quinta fuerza, externa al universo que lo jala y expande contrarrestando la fuerza gravitacional? ¿Cómo podemos inferir ahora la edad del universo? ¿Será que las cifras manejadas hasta el momento son subestimaciones? ¿Ofrece la cosmología moderna una explicación lógica y racional que pueda entender un lego como yo? ¿Alguien me puede decir que está pasando aqui? !Exijo una explicación!
http://www.cienciakanija.com/2010/03/29/hubble-confirma-la-aceleracion-cosmica-con-galaxias-distorsionadas/
Ayer que estaba hablando con mis hijos sobre agujeros negros, supernovas, event horizon (point of no return), etc., me hicieron varias preguntas. La primera, obvia, ¿Que hay detro de los agujeros negros? ¿Habran dentro de ellos agujeros blancos que arrojen la materia que se tragan los agujeros negros? (mas parece que asociaron esto con un proceso digestivo).
ResponderEliminarDurante la conversacion tambien me preguntaron el tamaño del universo, a lo que les respondí que era infinito. Luego me interrogaron que donde terminaba y les contesté que no tenía fin aunque se estaba expandiendo. Alli me agarraron, porque despues de explicarles lo que es la expansion, señalaron con mucha logica que si se está expandiendo o estirando, quiere decir que si tiene fin, que sí tiene un limite, porque si no tuviera, no habria para donde expanderse; mi segundo hijo entonces me afirmó que tenia que terminar en alguna parte, y para él, al final debia haber una puerta de metal muy resistente y que al abrirla estaba Dios...
Bueno, esa no es la tipica conversacion que sostengo con ellos, pero recientemente fuimos a un show de los agujeros negros, en el Museo Smithsoniano, asi que ahora tengo que estudiar para no quedar como ignorante...
Bien, sería bueno que tuviéramos una reunión familiar para discutir el asunto. Los físicos dicen que el universo es infinito, pero no en nuestro sentido intuitivo cotidiano, sino mas bien porque no tiene bordes y no hay por donde salirse de el. O sea, era infinito desde cuando era una pequeña burbuja durante el big bang. ¿Qué hay fuera del universo? Pues no se sabe. Por lo menos no existe lo que conocemos como nuestro espacio-tiempo.
ResponderEliminarLo del agujero blanco no es invento de Everton. Algunos piensan que un agujero negro conecta con uno blanco por medio de un agujero de gusano. Una teoría reciente dice que es posible que nuestro universo haya surgido a partir de un agujero negro en otro universo. Yo pienso que en ese caso, el borde de nuestro universo correspondería con el horizonte de sucesos en el agujero negro del otro universo, por lo que no hay manera de salirse de este universo. En las cercanía del borde el espacio se curvaría tanto que nos regresaría a la ruta opuesta, aunque viajáramos en línea recta.
Esa teoría podría explicar la aceleración de la expansión, ya que el agujero negro se está alimentando de la materia-energia que se traga permanentemente, lo que aumentaría la fuerza del campo gravitacional y el diámetro del horizonte de sucesos, pero eso significaría que el universo bebería estar aumentando su masa-energía a expensas de la masa-energía del otro universo.
Bueno, eso es lo que pienso, aunque soy un neófito en estos asuntos de agujeros negros. Tal vez algún físico cuántico nos ayude en esto.
El tema de los agujeros negros en si, es todavia un misterio. ¿Que pasará en el interior de esta "singularidad"? Las personas observan mucho en las pelicualas estos agujeros y las relacionan con viajes a el pasado o dimensiones alternas. En mi opinion el espacio es un misterio INFINIMANETE interminable. Si en realidad hay una quinta fuerza contrarrestando la gravedad, ésta tiene que sobrepasarla y a la ves es algo es algo meramente imposible de probar, HASTA ESTE MOMENTO. ¿LIMITE GALACTICO? No creo, ya que la misma matematica nos prueba limites que tienden a infinito. En mi opinion el universo es una vastedad que a su ves podria estar expandiendose dentro de otra masa aun mas grande y vasta.
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