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¿Qué son la Energía y la Materia Oscuras? ¿De qué está hecho el 95% del Universo?

Creada19-05-2017
Modificada19-05-2017
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Reseña del Documental El Misterio del Universo Escondido de la serie Desmontando el Cosmos

El Misterio del Universo Oculto

El Universo está a nuestro alrededor, pero sólo podemos ver una pequeña parte.

Las mismas galaxias que vemos en el firmamento no son más que un pequeño porcentaje de la materia que hay en ellas.

En este documental se intenta mostrar lo que hay en el Universo pero no podemos ver.

Lo Invisible

Durante mucho tiempo se ha pensado que toda la materia del Universo se encuentra en forma de átomos y partículas, pero recientes descubrimientos parecen indicar que hay mucha más materia que no se manifiesta de ninguna de esas dos formas y que, con los medios de observación actuales, no podemos ver.

En Socorro, Nuevo Méjico, se encuentra una red de 23 radiotelescopios extendidos en 35 Km de longitud, que intentan detectar esa materia oculta.

Ocasionalmente, desde las más lejanas galaxias y de forma aleatoria, se han detectado breves estallidos de radio que apenas duran unos milisegundos para luego desaparecer. Se cree que podrían ser provocados por los restos de una estrella ya muerta y convertida en una densa estrella de Neutrones con un intenso campo magnético. Cada cierto tiempo, estas estrellas sufren un terremoto, aparentemente muy débil, la corteza apenas se desplaza unos milímetros, pero es suficiente para lanzar un estallido magnético miles de billones de veces más intenso que el del Sol.

Estas estrellas han sido bautizadas como Magnetars.

Son estallidos tan rápidos que al transformarlos en ondas sonoras son inaudibles, pero si los reproducimos a un décimo de su velocidad suenan como un silbido.

Aún con ese estiramiento, el sonido debería ser mucho más breve, por lo que se cree que algunas ondas han sufrido un retraso, probablemente por haber atravesado una zona del espacio donde la velocidad de la luz fuera menor.

Se dice que la velocidad de la luz es constante, de 300 Mm/s, pero la luz es más lenta cuando atraviesa agua o un cristal. ¿Es posible que en el vacío espacial haya algo que ralentice la velocidad de la luz provocando ese mismo efecto?

Parece ser que el enorme vacío entre las galaxias no está vacío, sino que contiene un gas muy difuso, que ni siquiera está hecho de átomos, sino de plasma, partículas subatómicas con carga eléctrica. Aún en un punto muy alejado de las galaxias, en una zona donde no haya ni galaxias ni estrellas en decenas de Mal a la redonda, en cada metro cúbico de espacio sigue existiendo materia en forma de partículas de plasma.

Anillos en el Cielo

Toda la materia que vemos en el Universo, todo lo que podemos captar de alguna forma, no es más que un 4 ó 5% de la que existe. El resto lo llamamos Materia Oscura. Y no sabemos lo que es.

Sabemos que pesa, pero no emite ninguna luz, ni siquiera oculta las galaxias que haya tras ella, ya que es totalmente transparente.

Sin embargo pueden detectarse porque deforma la trayectoria de la luz.

Anillo de Einstein alrededor de una GalaxiaSi miramos una lejana galaxia la veremos nítidamente, pero si en el camino existe una masa lo bastante grande creará una deformación en el tejido espacial que convertirá esa zona en una lente gravitacional que hará que la galaxia lejana resulte deformada alrededor. Si la lente gravitatoria está justo en el centro de su trayectoria hacia nosotros, la galaxia lejana se verá en forma de círculo. Midiendo la amplitud y las características del círculo podemos saber cuánta masa forma esa deformación espacial.

Hemos detectado muchas lentes gravitacionales y en todas ellas se ha observado que contienen al menos cinco veces más masa de la que podemos ver.

La Materia Oscura

De momento, y hasta que se detecte en algún laboratorio, la Materia Oscura es sólo una teoría. Suponemos que DEBE existir, porque sin ella no se explicarían los movimientos de las estrellas en las galaxias.

Se ha calculado la masa de las galaxias. Se ha observado que las estrellas orbitan alrededor de su centro. Pero la velocidad de las estrellas es mayor que la necesaria para mantenerse en su órbita.

Según los cálculos, las estrellas deberían dispersarse alejándose de las galaxias, pero eso no ocurre y la única explicación posible, con nuestros conocimientos actuales, es que en las galaxias hay más materia de la que vemos, aproximadamente 5 ó 6 veces más.

La Energía Oscura

Pero hay algo aún más misterioso en el Universo.

Si contemplamos las galaxias lejanas observamos que se alejan de nosotros, y mientras más lejanas, con más velocidad.

No se trata de un movimiento, tal como normalmente lo entendemos. Aunque al principio de observar este alejamiento se pensó que, efectivamente, las galaxias se estaban alejando, pronto se observó que en realidad no era así, sino que era el espacio que había entre ellas el que se estaba expandiendo.

Al parecer hay algo que CREA espacio entre las galaxias. Y como cualquier acto de creación requiere energía, suponemos que existe una energía, o más bien un tipo de energía que hace que se cree ese espacio.

A esa energía, que no podemos observar ni detectar de ninguna forma la llamamos Energía Oscura.

En la cima del monte Kitt Peak, Arizona, se estudian las estrellas más lejanas y, por tanto, nacidas en fecha muy cercana al origen del Universo.

En los primeros Millones de años del Universo sólo existía una densa nube de gas Hidrógeno sin ningún tipo de estructura. Ligeras fluctuaciones de densidad hicieron que esa nube se agrupara en diversas zonas donde la gravedad hacía que se fueran concentrando en su centro. Cuando esas condensaciones llegaron a un tamaño y presión determinados, estallaron, y al hacerlo crearon esferas de plasma a su alrededor.

Cada esfera tiene unos 450 Mal de diámetro, y la mayor parte de las galaxias se encuentran en las intersecciones de dos o más esferas, dejando el interior casi vacías.

Conforme el Universo se ha ido expandiendo las esferas también lo han hecho, pero la estructura general del Universo sigue siendo la misma.

Parece que existe una red de filamentos de Materia Oscura que abarca TODO el Universo y las galaxias son atraídas y mantenidas en esa red.

Estudiando la velocidad a la que las más lejanas galaxias se están alejando de nosotros esperamos entender mejor cómo funciona la Energía Oscura.

El Multiverso

Alrededor del 25% del Universo es Energía Oscura. Otro 70% es Materia Oscura. El resto, un escaso 5% del Universo, es la materia que conocemos, que forma las galaxias, las estrellas, los planetas y nuestros cuerpos.

Este 5% de materia ordinaria es lo que conocemos, pero seguimos sin saber ni entender qué son y de dónde vienen la Energía y la Materia Oscuras.

Algunos físicos especulan con que puedan proceder de OTRO Universo, quizás un Universo Paralelo donde se encuentra esa materia que nos afecta gravitatoriamente pero cuya luz no puede saltar el abismo entre ambos universos.

Si imaginamos que el Universo es como una burbuja, tal vez existan otras burbujas, cada una de ellas un universo distinto al nuestro, con leyes físicas diferentes.

Un Universo a Medida

Siempre ha resultado un enigma desconcertante el hecho de que algunas de las constantes del Universo son tan específicas que hacen posible nuestra existencia. Si una de esas constantes fuera ligeramente diferente, las leyes físicas podrían no permitir que existieran estrellas, galaxias o moléculas, con lo que nosotros no existiríamos.

Entonces ¿está hecho el Universo, a propósito, a la medida exacta para que nosotros existamos?

La sorprendente respuesta puede ser que existen infinitos universos, cada uno diferente, con distintas constantes universales y con distintas leyes físicas. La mayoría de esos universos están vacíos, no existe ninguna forma de vida inteligente que se pregunte por su propia existencia.

Pero de todos esos infinitos universos existen algunos, quizás muy pocos, en los que la vida inteligente sí es posible. Y si sus habitantes no han descubierto que existen infinitos universos, habrán podido llegar a la conclusión de que SU Universo ha sido diseñado y creado de esa forma tan específica para permitir su existencia.

En mi opinión

El tema de la Energía y la Materia Oscuras ha quedado tan en el aire que la única conclusión posible es que hay que seguir investigando.

Respecto a la Materia Oscura parece que está bastante demostrado que existe, al menos es la única explicación coherente al hecho de que las galaxias se mantengan cohesionadas a pesar de la excesiva velocidad de las estrellas en su órbita galáctica.

Y también por la observación de algunos fenómenos galácticos que se han observado, como el de la Galaxia Bala, en la que se ha constatado que dos galaxias que se han cruzado, pasando la una a través de la otra, han visto su trayectoria frenada, pero la huella gravitatoria indica que la mayor parte de sus respectivas masas ha pasado de largo sin frenar, y ahora las dos galaxias 'visibles' siguen avanzando en pos de ellas.

Pero en cuanto a la Energía Oscura tengo mis dudas.

Si el único motivo que justifica su existencia es que tiene que existir porque, si no, no se explicaría la expansión del Universo, debo hacer hincapié en que desde hace años sostengo la teoría de que la expansión del Universo se debe a un fenómeno que no necesita aportes extra de energía para funcionar.

Alex Filippenko cuenta una anécdota, que hace años se pedía a los estudiantes de astrofísica que explicaran el Universo con tres ejemplos comprensibles. El reto era imposible, pues cualquier ejemplo es finito, mientras que el Universo es Infinito, pero yo voy a presentaros un modelo en el que sí es posible entender la expansión del Universo sin necesidad de aportes de energía, sea oscura o visible.

Si en el centro de un estanque tiramos una piedra, en la superficie se generará una onda que se expandirá a velocidad constante. Al expandirse, la distancia entre dos puntos cualesquiera de la onda aumenta de forma regular, aún cuando esos puntos estén detenidos en sus respectivos lugares de la onda. Y la velocidad a la que dos puntos se alejan es proporcional a la distancia que los separa.

No hace falta un aporte extra de energía para que la onda aumente de tamaño, sencillamente es la misma cantidad de energía que se transfirió, en el momento del choque de la piedra, a la superficie del estanque la que se reparte en una longitud cada vez mayor.

Nuestro Universo es igual, pero con dos dimensiones más que en este ejemplo.

Hace 13'8 Ga existía una Brana de 4 dimensiones. Quizás por una explosión o quizás por el choque con otra brana, se produjo una perturbación que generó una onda. El frente de esta onda es lo que nosotros vemos, conocemos y experimentamos como un espacio de 3 dimensiones.

La energía inicial del Big Bang sigue siendo hoy la misma cantidad, pero repartida en una onda mucho más grande. La distancia entre galaxias lejanas aumentará de forma proporcional a su distancia, tal como describe la ley de Hubble, aún cuando las dos galaxias estén detenidas cada una en su lugar del Universo.

La onda sigue y seguirá creciendo a una velocidad constante, sin necesidad de aportaciones extra de una Energía Oscura que, misteriosamente, según los cálculos y observaciones, parece ser cada vez más intensa y afectar con más fuerza a los objetos lejanos que a los cercanos.

Algunas observaciones astronómicas realizadas en los últimos veinte años (bastante bien explicadas en El Fin del Universo) parecen sugerir que la expansión del Universo se está acelerando, pero esa observación puede deberse a una mala interpretación del Modelo del Universo y del Espacio y de cómo la expansión en un Universo Onda afecta a los rayos de luz que nos llegan procedentes de lejanas galaxias.

He escrito varios artículos en los que explico este Modelo del Universo Onda y gracias a la colaboración de algunos foros de Matemáticas y Astrofísica he conseguido hacer una (Calculadora de Observaciones Galácticas) donde explico por qué se produce esa aparente aceleración de la expansión del Universo.

La Teoría del Universo Onda es, y sigue siendo, una teoría, pero se ajusta mucho mejor que la teoría del Big Bang y el Modelo Estándar, en el que cree la mayoría de la comunidad científica, a las más recientes observaciones del Universo.

Sólo espero que algún día, espero que más pronto que tarde, se descubra y se demuestre algo que pueda confirmar o refutar mi teoría.

Ver Ficha de El Misterio del Universo Escondido de la serie Desmontando el Cosmos

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