Los
científicos desde tiempos inmemoriales han tratado de resolver los misterios
del universo. Lo curioso es que cada vez que resuelven uno crean otro. Cada
solución teorética o progreso tecnológico se considera como la ultima palabra,
solo para ser reemplazada por otra. Al final del siglo XIX se creyó que todo lo
que puede ser descubierto y explicado ya se había logrado. Al comienzo de la
nueva centuria, sin embargo, Einstein muestra un universo invisible que todavía
no terminamos de comprender. En las ultimas décadas el modelo del “Big Bang” ha
sido la ultima explicación de cómo el
universo empezó. Digamos, la ultima... por ahora.
La
teoría del “BigBang” , como hace notar John Malone en “Unsolved Mysteries of
Science”, fue propuesta por primera vez
por el belga Georges Lamaitre, monseñor de la iglesia católica, en 1927. Según
Lamaitre la ley de gravitación de Einstein, formulada en 1915, implica que el
universo debe estar expandiéndose por todas partes y en todas direcciones a la
misma velocidad, lo que indica que debe haber comenzado con la explosión de un átomo primitivo que
contenía toda la materia del universo. Posteriormente Edwin Hubble en 1929 descubre
que las galaxias se están alejando de nosotros y de cada una de ellas en todas
direcciones a una velocidad proporcional a su distancia de nosotros y de la Vía
Láctea. La expansión del universo convenció a mas astrónomos que algún tipo de explosión inicial pudo
haber creado suficiente energía para causar la expansión del universo.
En
1940 los físicos teorizaron que inmediatamente después del evento el plasma
resultante debería haber sido mas caliente que el interior de cualquiera
estrella ahora en existencia, pero que con el paso del tiempo tiene que haberse enfriado, aunque todavía conserva una pequeña cantidad de calor. El residuo
de este proceso crea una espesa bruma cósmica de micro ondas conocida
como fondo cósmico. Esto significa que
mientras mas lejos miremos en el espacio y en el pasado mas gruesa la bruma
debería ser. En 1965 Arno Penzias y
Robert Wilson trabajando en los Laboratorios de Bell anunciaron que habían
detectado un siseo constante de
radiación cósmica. Esta fue la evidencia de que este residuo fue creado por una
explosión inicial. Pero... mas
evidencias se necesitaban. En 1987 NASA lanza el satélite “Cosmic Background
Explorer” para mirar hacia el pasado,
500 000 años después del
“BigBang”. La evidencia que el satélite proporciono indica que en verdad la radiación
cósmica es isotrópica y que su temperatura es cercana a los 3 grados por encima del 0 absoluto. En 1992, según el mapa compilado por el satélite, la
materia, una vez que comienza a formarse a partir de los gases del “Big Bang”,
lo hizo en grumos que últimamente darían
nacimiento a las galaxias. Esto esta de acuerdo con la idea de que las fluctuaciones
microscópicas cuánticas durante el periodo del universo temprano alteran la
distribución homogénea de la materia. La distribución de elementos, conocida
como abundancia de elementos cósmicos, resulto también ser correcta en línea
con la teoría del “Big Bang” .
A
esta altura se podría decir que la teoría, según la evidencia, es correcta. Cuando una teoría científica hace predicciones
que pueden ser probadas, predicciones
basadas en hipótesis y experimentos, entonces el consenso es que la teoría es valida. Hoy día una gran mayoría de cosmologistas
acepta el “Big Bang”. Esto no significa que la teoría es definitiva. Problemas
bastante serios todavía permanecen.
En
1948 Fred Hoyle, que acuñó el termino “Big Bang” dándole un sentido peyorativo, propuso
la teoría del “estado estable” junto con
Herman Bondi y Thomas Gold. El universo, según la teoría, es mucho mas viejo
que las observaciones astronómicas
parecen indicar, porque siempre ha existido y siempre existirá. Durante
eones de tiempos galaxias nacen, maduran y mueren y nuevas galaxias constantemente
toman su lugar. Las nuevas galaxias que no se forman necesariamente en el lugar
donde las otras habían existido mantienen la masa y el balance total del universo. A
muchos cosmologistas no les gusta la
teoría del “estado estable” porque sugiere que nunca vamos a llegar al fondo de
las cosas. La teoría, por cierto, no
deja de tener sus propios problemas. Uno de ellos fue el uso modificado de la “constante cósmica”, una
formula matemática que Einstein había introducido en su teoría general de la
relatividad para mostrar que el universo no cambia. En 1929, cuando los
estudios de Hubble mostraron el cambio
de color hacia el rojo de las galaxias distantes, Einstein llego a la
conclusión de que las galaxias realmente se estaban alejando unas de otras
junto con la expansión del universo. Después de esto la constante cosmológica
no fue necesaria... el mayor error que he cometido... según el mismo Einstein.
Esto puso a la teoría de Hoyle fuera de
circulación. Pero, no a Hoyle. Puede que
hayan problemas con su teoría, dice, pero mucho mas los tiene el “Big Bang”.
Uno
de ellos, por ejemplo, es que el universo temprano no funciona de acuerdo a las
leyes físicas que hoy prevalecen. Por
los primeros 500 000 años después del “Big Bang” las leyes del universo actual
no existían. Estas surgieron solo cuando
el universo se enfrió lo suficiente para permitir la formación de materia y la emisión de
luz . Es esta discrepancia la que obligo a los teoristas del “Big
Bang” a adoptar la noción de que el
universo inicial surgió a partir de una singularidad, de un evento único. Hoyle
no demoro mucho en burlarse de la
idea... seguro, cuando ustedes encuentran algo
problemático en la teoría del “Big Bang”, en lugar de dudar, salen con
una excepción especial que contradice todo lo que hasta ahora conocemos. Y, este no es el único problema. En 1990, un
discípulo de Hoyle, Halton Arp, hizo notar que ha habido un numero de observaciones
del corrimiento al rojo que no corresponden con su distancia de la tierra. Un
problema serio. Si el corrimiento al rojo no es un indicador confiable de la
velocidad de la expansión del universo, entonces la teoría del “BigBang” recibe un serio golpe. Tal vez las galaxias,
después de todo, no se están alejando tan rápido como se creía, lo que indica
que no es necesario un “Big Bang” para ponerlas en movimiento. Pero, para sorpresa de todos, en el 2016, el
telescopio espacial Hubble de la NASA descubrió que el universo se esta
expandiendo de 5 por ciento a 9 por ciento
mas rápido de lo esperado... ¿qué significa esto? ¿que la teoría de la
gravedad de Einstein es incompleta? ¿Qué el lado obscuro del universo tiene algo
que ver con esto? En el fondo, esto revela que bien poco sabemos acerca de la energía y
materia obscura del universo uno de los colaboradores del estudio, Lucas Macri,
dice.
En
1992 John Boslough en su libro “Master of Time” dice que varios físicos acusan a los proponentes del
“Big Bang” de ignorar la evidencia o de desarrollar
hipótesis que no pueden ser probadas. Entre ellas la idea mas significante y
novedosa que no puede ser probada es la de la inflación, propuesta por Alan
Guth en 1981. Desde el mismo comienzo el universo se expandió a una velocidad exponencialmente
mayor de lo que lo hace ahora, yendo del porte de la cabeza de un alfiler al porte de una
naranja en una cantidad increíblemente infinitesimal de tiempo. Matemáticamente
esto es asombroso. El aumento fue de un
factor de uno seguido por 150 ceros. Después de esto el universo estableció la
velocidad de expansión que hasta ahora ha prevalecido. El concepto de la
inflación responde a algunos de los problemas que la teoría presentaba. Entre
ellos el de la planitud del universo. Según los físicos el universo debe ser abierto, es decir, que se expande sin fin en una superficie
infinitamente curva. O cerrado, significando
que eventualmente la gravedad va a causar que el universo se repliegue en si mismo, terminando en el átomo
primordial que había dado origen al “Big Bang”. Desgraciadamente no signos observables existen
para determinar uno o lo otro. Aparece
perfectamente balanceado entre estas dos posibilidades y es a esta condición a
la que se describe como planitud. Cuando Guth estaba desarrollando el concepto
de la inflación encontró un problema. La teoría predice que la rápida expansión
tendría que crear un numero de burbujas separadas y la muralla de estas
burbujas deberían ser, hasta hoy día, evidentes. El problema es que no lo son.
Después de dos años publico la teoría de todas maneras, con la esperanza de que
otros físicos encontraran la solución. Y así fue. El físico ruso Andrei Linde
logro mostrar matemáticamente que las burbujas, que ahora tienen el nombre de
“dominios”, se habrían desarrollado independientemente unas de otras y estarían
tan lejos que quedan fuera de nuestra
observación por siempre. Sus
calculaciones matemáticas lograron remover los obstáculos que amenazaban la
idea de las burbujas o dominio. La teoría, a pesar de no ser experimentalmente comprobable,
resuelve los problemas de la inflación que, por cierto, también es incomprobable. La teoría explica, no solo la planitud
del universo, sino también el hecho de
que la materia este homogéneamente distribuida a través del universo. El
instante inflacionario actuó, digamos, como una
licuadora cósmica.
Para
los críticos del “Big Bang”, entre ellos Arp y Hoyle, todo esto es muy conveniente.
Sin evidencia experimental, por muy elegantes que sean los cálculos
matemáticos, el “Big Bang” es solo una
hipótesis. El avance de los instrumentos de medidas, la computación y los experimentos de la física cuántica parecieran
apoyar el “Big Bang. En el 2000 un telescopio robótico en Australia descubre
una aglomeración de galaxias que forman un verdadero continente cósmico. Pero,
por enorme que sea, sus dimensiones no exceden las predicciones de la teoría
del “Big Bang”. El problema, sin
embargo, es que los nuevos
descubrimientos que el desarrollo tecnológico
trae nuevas dificultades surgen. A pesar de ello, habría que decir, la teoría continua siendo la mejor explicación
del origen de nuestro universo. Por
ahora, es la teoría estándar, aunque no la verdad.
El
físico francés Trinh Xuan Thuan escribe en “The Secret Melody”... “nuestro
universo es una pequeña burbuja en la vastedad de otra burbuja, un meta
universo, o súper universo, que es decenas de millones de billones billones de
veces mas grande. Y ese mismo meta universo esta perdido en una multitud de
otros meta universos, todos creados durante la era inflacionaria de
infinitamente pequeñas regiones de espacio, todos ellos desconectados unos de
otros”. Aterrorizante... ¿cierto?...
suena mas bien como ciencia ficción.
Nieves
y Miro Fuenzalida.
