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¿Existe la Materia Oscura? ¿Llegará a frenar la Expansión del Universo?

Creada26-03-2018
Modificada26-03-2018
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Reseña del Documental Una Respuesta para Todo de la serie El Universo de Stephen Hawking

Una Respuesta para Todo

En los últimos 100 años, nuestros conocimientos sobre el Universo han avanzado mucho más que en todos los siglos anteriores.

Hemos sabido que nuestro Universo, incluido el Tiempo, comenzaron hace 15 Ga (en realidad 13'8 Ga) en una gigantesca explosión de energía. De esa energía se creó la materia que ha dado forma a todo cuanto existe, incluso nosotros mismos.

Pero aún quedan muchas preguntas sin respuesta.

La Teoría del TODO

El estudio de la Física intenta explicar todos los fenómenos que observamos a nuestro alrededor. La caída de los cuerpos, su trayectoria cuando los lanzamos, su aceleración cuando los empujamos, etc.

Pero hay fenómenos que están fuera de la posibilidad de observación en nuestra vida cotidiana y para entenderlos tenemos que recurrir a leyes físicas mucho más avanzadas que nos permitan comprender el comportamiento de las partículas subatómicas o de las galaxias.

Para entender el comportamiento a gran escala del Universo, Albert Einstein desarrolló la Teoría de la Relatividad. Para la comprensión del Universo a escala subatómica usamos la Mecánica Cuántica. Y ambas describen comportamientos que se apartan de lo que consideramos normal en el mundo que vemos a escala humana.

Entre ambas teorías podemos describir muy bien todos los fenómenos que ocurren en el Universo, a escala subatómica, humana y galáctica. Pero la Mecánica Cuántica y la Relatividad siguen siendo dos campos separados de la Ciencia. Aún no se ha descubierto la forma de que ambas teorías estén unificadas.

La Teoría del TODO aún no ha sido descubierta.

El Empuje Justo de la Expansión

En un momento determinado, el tamaño del Universo era el de un Punto Matemático. Un instante más tarde era inmenso.

Una Teoría del TODO debería ser capaz de explicar ese proceso que conocemos como Big Bang.

Aún sin disponer de esa teoría, sí hemos podido constatar que la velocidad a la que se inició esa expansión fue la justa y adecuada para que llegara a existir el Universo que vemos a nuestro alrededor, con una precisión de 15 décimas.

Una décima de más y el Universo se hubiera expandido tan rápido que no se hubieran formado las galaxias.

Una décima menos y hubiera colapsado en un Big Crunch muy poco después del Big Bang, sin dar tiempo a que llegáramos a existir.

Error de traducción: El rango no sería de 15 décimas, sino de 1/1e15. En español, una milbillonésima.

La Teoría de la Inflación

El Universo que vemos a nuestro alrededor es muy simétrico, esencialmente idéntico en todas direcciones.

En una expansión rápida esa simetría no existiría. El Universo se expandiría a distintas velocidades en distintas direcciones.

Durante años los físicos Alan Guth en California y Andrei Linde en Moscú, trabajaron por separado en este problema y llegaron a la conclusión de que la expansión se produjo, no por medio de una brusca explosión, sino por una pausada Inflación que aceleró el Universo con la misma intensidad en todas direcciones.

Guth topó con problemas matemáticos que le impidieron completar y demostrar la realidad de sus cálculos. Según su teoría, la inflación produciría billones de burbujas energéticas de una forma caótica, lo que no coincidía con la Realidad.

A pesar de todo, publicó la teoría y, con reservas, fue bastante bien recibida por la comunidad científica.

Linde había llegado al mismo obstáculo, pero razonó que el Universo era el resultado de UNA de esas burbujas. Una de esas burbujas era suficiente para crear y contener todo nuestro Universo. Y cada burbuja podría dar lugar a un Universo separado de los demás.

En una conferencia dada por Stephen Hawking en Moscú, con Andrei Linde como traductor, Hawking disertó sobre el hecho de que la teoría de la Inflación no podía ser correcta, y expuso los argumentos matemáticos que la contradecían. Tras terminar el discurso, Linde le propuso una reunión privada para exponerle el resultado de sus investigaciones.

Hawking quedó convencido de que la Teoría de la Inflación TAL VEZ fuera correcta.

Pero aún hacía falta demostrarla.

Las Teorías de Cuerdas

Un nuevo modelo de la Física, la Teoría de Cuerdas, postula que a nivel cuántico el Universo está formado por pequeños filamentos que vibran en múltiples dimensiones.

En el documental se ha traducido el concepto como Teoría de Filamentos. En español es más usado el nombre de Teoría de Cuerdas.

Desarrollando las ecuaciones que describen esta teoría parece que se ha encontrado un modelo que unifica las teorías de la Relatividad y de la Mecánica Cuántica.

El problema era que había CINCO teorías de cuerdas distintas, incompatibles entre sí.

No se indica que las cinco teorías de Cuerdas postulan la existencia de 9 Dimensiones más el Tiempo.

Posteriores investigaciones han desarrollado la Teoría de las Supercuerdas, con 10 Dimensiones, en la que los cinco modelos de Cuerdas son distintas soluciones parciales de la misma.

El Ojo de Plank

Sea cual sea el modelo matemático que usemos para describir el Universo, será sólo una teoría si no puede ser demostrada.

Actualmente (en 1.997) se está construyendo un telescopio espacial que examinará el firmamento y creará un mapa 3D de todo el Universo.

Podrá ver galaxias situadas a miles de Gal, y por consiguiente con una antigüedad de miles de Ga.

A distintas distancias veremos distintas épocas del Universo.

Este observatorio no nos permitirá conocer cuál es la teoría verdadera, pero sí descartar las teorías que no se ajusten a la realidad del Universo.

Tal vez en algunos años podremos saber cuál de las teorías expuestas hasta ahora, o tal vez una nueva descubierta para entonces, describe de forma correcta cómo ha evolucionado el Universo desde el Big Bang hasta hoy.

Pero el motivo de que se produjera el Big Bang seguirá siendo un misterio para cuya resolución tendríamos que entrar en la Mente de Dios.

En mi opinión

En 1.997, cuando se hizo este documental, Hawking afirmó que la Teoría de la Inflación era, de momento, un callejón sin salida. Pero pocos años más tarde Andrei Linde consiguió el Premio Nobel al confirmarse que la Teoría de la Inflación Continua parecía ser cierta.

Además, una serie de observaciones realizadas en esos mismos años por Alan Guth y otros astrónomos les hicieron llegar a la conclusión de que la Expansión del Universo no se estaba frenando, sino acelerando, lo que llevó a pensar de que existía una fuerza de repulsión entre las galaxias que tendría su origen en una hipotética Energía Oscura.

No obstante quiero insistir en que yo, desde hace más de 30 años, siempre he creído que la Expansión del Universo es constante, cosa que he explicado profusamente en El Big Bang y la Gran Onda y otros artículos de esa misma sección.

Y las observaciones astronómicas de la Expansión Acelerada tienen una explicación alternativa que he descrito en El Brillo de las Supernovas 1a. Esa explicación es más sencilla de entender y hace innecesario inventar una hipotética Energía Oscura.

Por último, en el principio se indica que el Tiempo es una dimensión más que comenzó a existir en el instante del Big Bang.

Nunca lo he creído. En mi opinión el Tiempo no es una dimensión, sino una magnitud que los humanos usamos para representar los sucesos y procesos que ocurren en el Universo.

Antes del Big Bang había un Antes. Y si se produjo un suceso como el Big Bang fue debido a una causa. Y la Causa siempre ocurre antes que el Efecto.

Otra cosa es que los sucesos puedan ocurrir más rápido o más despacio, dependiendo de las condiciones y según las leyes físicas, pero en ningún caso el tiempo puede transcurrir a la inversa ni los sucesos ocurrir antes que sus causas.

Los físicos y matemáticos acostumbran a representar los fenómenos físicos en dos ejes de coordenadas, uno representando el Tiempo y otro representando la magnitud que se desea medir a lo largo del tiempo, por ejemplo la Distancia, la Velocidad, la Temperatura, la Población o la Masa. Pero, aparte de la distancia, ninguna de esas magnitudes son Dimensiones.

El concepto del Espacio-Tiempo de Einstein es una magnifica herramienta que permite representar gráficamente conceptos que de otra forma serían más difíciles de entender. Pero no existe en la Realidad.

Existe el Espacio, de tres dimensiones visibles por nosotros y de varias más, hasta 9 ó 10, en las que vibran la Cuerdas que forman las partículas del Universo y a través de las cuales se transmiten las Fuerzas.

El Tiempo existe, transcurre, y los humanos hemos aprendido a usarlo para entender el Universo, y lo representamos a menudo en un eje de coordenadas. Pero no es una dimensión en la que podamos desplazarnos en cualquiera de los dos sentidos.

Si el Tiempo fuera una Dimensión, entonces sería posible, con un conocimiento y una tecnología muy avanzadas, construir una Máquina del Tiempo que nos permitiera viajar al Pasado, y entonces los Efectos se producirían ANTES que las Causas.

Y habría millones de turistas del futuro en el Portal de Belén, y en cualquier suceso importante que haya ocurrido a lo largo de nuestra historia.

Otros Documentales de Stephen Hawking

Ver Ficha de Una Respuesta para Todo de la serie El Universo de Stephen Hawking

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