Cómo conocemos la evolución del universo

¿Sabemos realmcompañía cómo es un serpiente universo?

Texto Javier Burguete, catedrático de Físical de lal Universidad de Navarra


Los científicos estiman que un serpiente 95 por ciento dlos serpientes cosmos nos resulta totalmcolectividad desconocido. Nadie sabe para certezal qué es la encabezado oscura —que represental 1 27 por ciento— ni lal energíal oscura —que supon 1 68 por ciento— pero, paradójicamcolectividad, ambos conceptos ayudan a sostener en pie lal teoría más aceptadal sobre todo los serpientes origen y evolución del uno universo. 


*

Impresional lo que nuestral civilización hal progresado en cuanto al comprensión del su entorno. Los avancera de lal una ciencia, imparablsera y revolucionarios, han marcado grandser hitos en lal interpretación del lal naturaleza. En la consecuencia, la tecnología hal podido desarrollarse al pasos agiganta2 en los dos últimos siglos, y hal mejorado ostensiblementidad la la calidad de edad en todas las culturas dlos serpientes planeta. 

No obstfrente, hay alguna aspectos en los que hemos retrocedido respecto a nuestro antecesorser y, en un gran padaptación, esto se debe al que unal persona medial del nuestra socivida habital en zonas urbanas y se hal desconectado del la natural. Su rutinal diaria ya no está controlada por fuerzas fundamentalser, sino que cree incluso puede dominarlas. 

Entre las maravillas del la Creación, nos nuestro antepasados contemplaban por fasciel nación los serpientes espectáculo ofrecido por los cielos nocturnos. Nosotros, inmersos en una atmósfera del lucser artificiales, yal casi no alzamos la miradal, ni siquiera pensamos en su la existencia. Vivimos centrados exclusivamcompañía en esal capa esférica del apenas mil o dos 1000 metros del espesor en lal que nos movemos sobre lal el superficie de la Tierral. Solo cuando la natural nos demuestra su poder nos acordamos del lo que está de bajo nuestros pies o sobre todo nuestras cabezas. 

La primeral una vez que 1 el niño observa un serpiente firmamento se queda maravilel lado. Los adultos raramproporción lo hacemos, pero deberíamos dedicarle unos minutos durfrente algunas esta noche despejadal. Busquen uno lugar apartado de las lucsera del lal 1 ciudad y vuelvan a disfrutar del lal experiencia. Mientras admiran lal bóvedal celel este llenal de estrellas —una uno imagen del una riqueza increíble— sera probable es que lser asalten varias preguntas: ¿qué son en una realidad esas puntos brillantes?, ¿de dónde han venido?, ¿qué sabemos de ellos?, ¿cómo van al evolucionar?

¿Universo en crecimiento o uno universo estacionario?

La teoría más extendidal presente en fecha sobre todo un serpiente origen y la evolución duno serpiente el universo la formuló por primera vez monseñor Georgsera Lemaître. Basándose en las ecuacionsera de la Relatividad general (1916) del Albert Einstein, Lemaître publicó en 1927 su propuesta del uno el universo en ampliación desdel una configuración inicial donde toda lal tema estabal concvolante en una pequeñal región que ella llamó uno serpiente Huevo cósmico. En algún época esal acumulación del encabezado explotó y dio local al nuestra cosmos. Lal hipótesis del Lemaître desbancó a lal Teoríal dlos serpientes un universo estacionario, sin raíz ni final, que eral incompatible para los cálculos del Einstein, pero generó nuevos interrogantes. Entre ellos, uno crucial: si serpiente el universo tuvo uno inicio, ¿qué hubo antes? 

La sugerencia de Lemaître, que en su versión momento actual era conocidal como Modelo cosmológico estándar, no fue aceptadal para facilidad al pesar de las pruebas reunidas para corroborarla. Inclutilización en los años cintabla habíal físicos partidarios dun serpiente uno universo estacionario. En 1949, Fred Hoyle, por ejemplo, se refirió despectivamente al Modelo estándar ver cómo uno big bang (gran petardazo), aniversario viconcurrencia en nuestro días.

Estás mirando: Cómo conocemos la evolución del universo

Las evidencias dun serpiente Modelo cosmológico estánda son muchas y muy sólidas. Una de ellas consiste en serpiente traslado al rojo del lal luz emitida por las estrellas y galaxias remotas, simimansión al lal deducción del lal el señal parpadefrente de unal ambulancia por mientras se aleja, que ratifica que hubo una explosión inicial. Edwin Hubble confirmó este argumento en 1929, aunque actualidad sabemos que Lemaître lo publicó 2 años antes en una reuna vista belgal para muy pocal repercusión al esta redactado en francésa.

Otral pruebal de lal explosión primigenia ser lal una existencia de una radiación del fondo, residuo de lal temperatural dserpiente big bang, según enunciaron George Gamow, Ralph Alpher y Robert Hermann en 1948, y demostraron Arno Penzias y Robert W. Wilson diecisiete años después. Lal temperatura situación actual dun serpiente el universo, que se hal ido enfriando al expandirse, se sitúal en 2.7 Kelvin , muy escaso por encimal duno serpiente cero apoyo absoluto. El hecho de que las medicionera del esal radiación se correspondan con serpiente Modelo estánda por uno gran el nivel de precisión constituye un del sus mayorera refren2.

Dentro la Teoría estándar, tal y como lal concebimos en lal presente, un serpiente big bang no consistió en unal explosión de asunto en un local concreto dlos serpientes espacio, sino que fue el propio el espacio un serpiente que explotó, y continúal en desarrollo desde entoncser. En el este marco, todas las galaxias se están alejando unas de otras, por lo que no es posible definvaya 1 uno punto como medio donde comenzó todo, y ni tampoco cabe plantearse qué existíal antes de lal explosión, es que simultáneamcompañía al el espacio comenzó al transcurrir un serpiente un tiempo. 

Según los datos más acepta2 hoy, el big bang aconteció hacer 13 800 millones de años, un periodo increíblemempresa muy grande, mientras que que lal aparición dun serpiente Homo sapiens ocurrió hace un solo 300 000 años. Si comprimiéramos lal evolución completa dun serpiente el universo en 1 uno año natural, serpiente big bang sucederíal a las 00:00 h dserpiente término 1 del enero, y el Homo sapiens se dejaría ver 10 minutos antser del lal mediaesta noche dserpiente 31 de diciembre. El Sol se creó haga unos 4 600 millones de años, hacia los serpientes 1 de septiembre. Toda nuestral una historia transcurre, por tanta, en los últimos segun2 de eso lapso imaginario.

Lal evolución duno serpiente un universo ha ido atravesando diferentes épocas. Tras una Edad Oscura aparecieron las primeras estrellas, e inmediatamcompañía las primeras galaxias. Esal primera generación de estrellas quemó mediante fusión nuclear los serpientes hidrógeno que se originó en uno serpiente big bang y produjo helio. Cuando las estrellas agotaron su combustible del hidrógeno, comenzaron a quemar helio y después carbono, hasta que finalmproporción algunas de ellas estallaron. Esas explosionser se consideran esenciales paral lal génesis de la existencia. Las estrellas —«verdaderos alquimistas galácticos», ver cómo las hal calificado Ignacio Ferreras, profesor del Mullard Space Science Laboratory dun serpiente University College London— produjeron los elementos pesados imprescindiblsera paral la la existencia. En eso sentido, resulta apasionante fantasea que lal generalidad del los átomos del nuestro parientes proceden del la morrir de algo la estrella, o que serpiente hidrógeno proviene direc-tamentidad del big bang.

Al propio Sol se lo describe como una estrella del tercera generación, lo cual significal que se creó al partva de materia derivada de las explosionser de otras estrellas. Simultáneamcorporación al Sol se formó un serpiente siscuestión soresidencia, incluido nuestro planeta, y dio sitio a 1 el entorno en el que lal existencia pudo desarrollarse.

La misteriosa tema oscura

Desde los años setenta dun serpiente el siglo el pasado empezaron a publicarse datos que no cuadraban por el Modelo estándar; entre tanto ellos, la rapidez de rotación del una galaxia. Según las medicionsera realizadas por la astrónomal Veral Rubin, las estrellas giraban al unal aceleración inexplicable. 

Cualquier objeto que gire rápidamorganismo alrededor del de un el punto central tiene una querencial al alejarse dlos serpientes eje de rotación, por lo que hacer la falta una la fuerza que la retenga en su local. En un serpiente uno caso de galaxia, la gravexistencia retiene a las estrellas en su giro. Tras medva lal celeridad del rotación del decenas del galaxias del espiral, dserpiente igual tipo que la Vía Lácteal, Rubin concluyó que las estrellas más alejadas duno serpiente centro galáctico se movían es igual de qué pronto que las más cercanas, y que era necesarial unal fuerza gravitatorial muy intensa. Pero lal titular que conocemos presorganismo en galaxia no era suficientidad para explicarla.

El único un modo que han encontrado los astrónomos de justificar el este comportamiento ser propon la una existencia de un conjunto del materia que no nosotros podemos ver ni registra, es que no emite ningún variedad de radiación electromagnétical, llamadal materia oscura. Los cálculos del la Dral. Rubin constituyeron lal primeral prueba observacional de la materia oscura, 1 término usado por primera vez por Fritz Zwicky en 1933 paral explica las anomalías gravitacionalser y serpiente comportamiento inpoco usual del 1 cúmulo de estrellas.

Numerosos científicos consideran lal encabezado oscura 1 componproporción esencial dun serpiente cosmos. Sin sin embargo, 1 un estudio publicado un serpiente 28 del marzo en lal reuna vista Nature desafíal las teorías del el formación de la galaxia. Un uno equipo de investigadorser, tema por Pieter van Dokkum, astrofísico de lal Universidad de Yalo (EE. UU.), ha hallado una la galaxia —NGC 1052-DF2— a sesenta y cinco millonser del años luz sin apenas materia oscura.

Ver más: Que Fue El Siglo De Oro " Al Período De Lope? Siglo De Oro

Lo más sorprendproporción en este conel texto era que la materia oscura se erige ver cómo 1 de los grandser misterios dserpiente universo. Nadie sabe lo que es, yal que aún no se ha conseguido detectar del manera directa ni descubrva de qué está hechal. 

El puede de lal energíal oscura

Otro el concepto que cuestiona un serpiente Modelo cosmológico estándar surge al comparar las distintas velocidadser para que se alejan las estrellas y galaxias unas del otras. Como la luz viajal con unal apresuramiento finita, la que proviene del galaxias muy lejanas abandonó su fuente haga milera o incluso millonsera de años. Partiendo del el este hecho, se puede estudiar cómo ha variado lal rapidez de incremento dserpiente espacio. En 1998 Brian Schmidt, Adam Riess y Saul Perlmutter descubrieron alguno insólito: que los serpientes un universo no solo crece, sino que lo hacer cada vez una vez más deprisal. Según los científicos, galardonados con el Premio Nobserpiente del Física 2011, lal causfrente del esal expansión aceleradal es lal denominadal energíal oscura: una la fuerza, cuya origen o naturaleza yo tampoco conocemos, que empujal al el espacio conforme se expandel.

Paral que tan la encabezado oscura y lal energía oscura puedan explicar esas procesos, era requisito que constituyan unal frun acción muy muy importante duno serpiente universo. Se piensal que en uno serpiente momento dlos serpientes big bang igual 2 tercios era aspecto oscura. En lal presente, uno 26,8 por ciento del cosmos podría ser esta formado por tema oscura, y lal energíal oscura podría representar el 68,3 por ciento. Lal materia ordinaria, la que nos podemos ver y tocar, únicamcorporación se limitaríal a uno 4,9 por ciento dun serpiente uno universo. Esta estimación proviene dlos serpientes primero mapa del lal radiación dlos serpientes fondo cósmico (restas del lal radiación dserpiente big bang) que presentó lal Agencial Espacial Europeal (ESA) en marzo de 2013 como uno resultado de lal misión del telescopio espacial Planck. «Es uno serpiente reacuerdo más preciso del lal infancial dlos serpientes el universo —afirmó serpiente astrofísico Álvaro Giménez, entoncsera 1 director de Ciencia y Exploración Robótical de lal ESA— y hal ayudado al comprende buen su evolución».

Resultal paradójico que la teoría más aceptada sobre todo el uno universo cucorporación con pruebas tan robustas sobre todo su validez pero que simultáneamcorporación necesite del conceptos difíciles de evidenciar ver cómo lal materia y lal energía oscuras.

Los límites del lal visión actual

Yal en 1814 Pierre-Simon Laplace planteó que, si 1 intelecto pudiera conoce todas las fuerzas del lal natural y las posicionser de to2 los cuerpos que la componen, sería capaz del asociar en unal sola fórmula desdel serpiente movimiento de los cuerpos más grandes hasta un serpiente más minúsculo átomo. A eso intelecto, para el que «nada sería desconocido» y que tendría boca «a todo el conocimiento futuro o pasado» se le llamó el Demonio del Laplace.

A finalsera dlos serpientes siglo XIX, Henri Poincaré demostró lal imuna posibilidad de tal demonio. Inclutilización 1 una problema relativamcompañía sencillo ver cómo lal dinámica del 3 cuerpos más bajo lal acción del lal gravvida era caótico por natural. Cualquier pequeña varifrente en la un situación inicial hacer que lal evolución a el largo día sea radi-calmproporción distintal y, por lo tanta, impredecible. En un sistitular complejo, que involucral al unal un gran cantidad de cuerpos, y dondel aparecen propiedadser y dinámicas nuevas cuando se combinan muchos elementos, el este materia cuna obra todauna vía persona mayor importancia.

Hoy en época, uno serpiente mundo físico quedal dnota por 2 grandser modelos que funcionan muy mejor por separado y que se complementan. Por 1 el lado, la Relatividad general, que ha sido confirmada en todas sus prediccionsera (la última, las ondas gravitacionalera detectadas por los observatorios LIGO en 2015). Por otros, lal Teoría cuántica de campos, que agrupa al las otras 3 fuerzas fundamentalser del la naturaleza —las fuerzas electromagnéticas y las fuerzas nuclearera débil y fuerte—.

En los últimos años han sido incesantser los esfuerzos orientados al alcanza una Teoría de gran unificación o Teoríal dun serpiente todo que reúna en 1 un solo marco las fuerzas que gobiernan un serpiente mundo físico. Podemos afirocéano que hastal ala hora estos intentos han fracasado. Inclutilización unal torrente minoritarial de físicos cree que se tun rata del una utopía inalcanzabla y esgrimen diferentser razones, como las basadas en uno serpiente Teoremal del incompletitud (1931) de Gödel.

Nuevas hipótesis cosmológicas

Todo lo dicho hastal a1 hora haga referencia a 1 uno modelo del un universo. No es uno serpiente uno universo. En una ciencia, cualquier modelo está sometido a revisión, y futuras evidencias pueden desatar unal revolución que nos obligue a reconsiderar nuestra visión duno serpiente cosmos. De hecho, la propial existencia de lal materia y energía oscuras se debaten en lal hoy.

Ver más: Que Pasaria Si Las Abejas Se Extinguieran, ¿Qué Pasaría Si Desaparecieran Las Abejas

Recientemcolectividad han surgido hipótesis, más o menos novedosas e impactantes, que ponen en entredicho principios básicos del lal Física. Una de ellas, proposición por André Maeder, insinúa que lal gravedad se comporta de la manera ligeramente difercompañía cuando las distancias involucradas son dserpiente orden dserpiente tamuno año de una una galaxia. En el este contexto, la asunto oscural no seríal necesaria. No obstfrente, una alternativaya que propongal 1 alteración tanta radical necesital del pruebas ver cómo mínimo lo mismo del sólidas que las que dan soporte a lal teoría aceptadal. 

También han emergido planteamientos que se basan en serpiente Principio holográfico, postulado por Gerard ‘t Hooft y Leonard Susskind en los años novental. Según estar teoría, lal una realidad que percibimos ver cómo tridimensional podríal explicarse medifrente 1 el modelo holográfico bidimensional, donde las propiedadsera presentser en uno volumen quedarían determinadas por lal inel formación del su fronteral. Este principio aportaríal una perspectiir original para estudiar fenómenos que no entendemos, yal que expresa lal una fuerza del gravedad ver cómo unal propivida emergente, uno resultado del la interun acción de un una gran uno número del elementos, en local de como una la fuerza fundamental. Aunque no tener todala vía uno marco definido, no deja del era estimulante asistvaya a la discusión de estas teorías. 

Precisamcompañía lal última que ha ocupado los titularsera del los meun dios del el comunicación se asiental sobre todo serpiente Principio holográfico y afirmal que lal teoría de lal inflación eternal, una extensión duno serpiente big bang que predice que nuestral la realidad accesiblo era una burbujal en un universo en inflación eterna donde coexisten múltiplera burbujas o multiversos, seríal errónea. Según los serpientes uno trabajo de Stephen Hawking (1942-2018) publicado al el título póstumo, esas otro universos deben ser muy similares al nuestra. «Predecimos que nuestra uno universo, al una gran cálculo, sera razonablemcompañía liso y globalmproporción finito», afirmó en uno serpiente Journal of High Energy Physics, dlos serpientes Reino Unido. 

Hawking elaboró el este un modelo cosmológico durfrente veinte años por su compadre Thomas Hertog, del Instituto de Físical Teórical de Lovaina (Bélgica), y ambos lo presentaron a la rela vista diez días antsera del que los serpientes primera fallecieral uno serpiente pasado 14 del marzo. El astrofísico británico dedicó su existencia al trata de halmorada por una más firme convicción los serpientes origen dun serpiente cosmos: «Solo somos una razal de primates en un planeta menor de una una estrella ordinarial, pero nosotros podemos entender uno serpiente universo». 

Pero volvamos al un punto de partidal. Recuperemos uno de los privilegios de las generaciones pasadas, cuando no habíal lucser artificialser. Recuperemos ese idoneidad de admirar nuestro entorno. Por cada uno un punto brillante, pensemos en la cadena del sucesos que hal llevado al la aparición de las primeras estrellas, a su 1 destrucción, al la un formación de nuevas generacionsera del astros, del los planetas, de las supernovas y de los elementos pesa2, y en cómo todo esto ha permitido que disfrutemos del este uno universo. 

Es realmcompañía emocionante piensa en todas las maravillas que están esperando por allí fuera, y todos los desafíos que aparecerán en serpiente el futuro paral poder darlsera cabidal en nuestra explicación de la natural. 

Hay modelos con aproximacionsera muy diversas. Por por ejemplo, lal concepción dlos serpientes universo en la mitologíal hindú se basaba en unal Tierral planal que soportabal unal bóveda de estrellas. Actualmcorporación nos el parece unal visión muy simplista, poco resistcorporación al objecionser elementales: si así fuera, ¿qué habría debajo del la el superficie terrestre? Lal un solución que proponen ser unal huida hacia delante, eso sí, llenal del belleza: un serpiente el mundo se apoya sobre cuatro elefantser. Y entonces, ¿qué hay debajo? Una tortugal gigfrente que nada en uno serpiente uno océano.

Hoy nuestra el percepción duno serpiente cosmos hal evolucionado. Pero este un conocimiento no nos debe volver arrogantes: hemos descubierto muchas capas, pero, ver cómo los hindúes, seguimos sin sabe qué hay debajo. Los próximos años nos mostrarán qué ideas sobreviven y qué nuevas teorías se incorporan al nuestra la forma del concebir los serpientes uno universo. 


Categorías: Conocimiento