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No emite luz, ni la refleja, ni la oculta. Entonces ¿cómo podemos saber que está ahí?

Creada17-07-2017
Modificada17-07-2017
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Reseña del Documental El misterio de la Materia Oscura de la serie Hubble: Explorando el Universo

El Misterio de la Materia Oscura

Hay Cien Mil Millones de Galaxias en el Universo. Cada una con Cien Mil Millones de Estrellas. Y muchas de esas estrellas albergan planetas.

En realidad, según mis cálculos, hay 100 veces más, aproximadamente 10 Billones de Galaxias. Ver el capítulo ¿Cuántas Galaxias Hay? del artículo La Ciencia de la Gran Onda.

Pero todo lo que vemos no es más que el 5% de lo que existe. El 95% del Universo lo componen la Materia Oscura y la Energía Oscura.

La Energía Oscura fue la que tras el Big Bang hizo expandirse el Universo y la que hace que cada vez se expanda más rápido. Pero tiene un problema: Es sólo una teoría que aún tiene que ser confirmada.

La Materia Oscura compone el 27% de la masa del Universo, 5 veces más que la Masa Ordinaria, y lo impregna todo. Cada segundo miles de millones de partículas de Materia Oscura atraviesan nuestro cuerpo sin que lleguemos a percibirla, pero es la que hace que las galaxias se mantengan cohesionadas a pesar de que, debido a la velocidad de las estrellas en su interior, éstas deberían dispersarse en el Universo.

En Busca de la Materia Oscura

Hace un siglo se pensaba que La Vía Láctea era TODO el Universo. Edwin Hubble constató que la nuestra era una más entre millones de galaxias. Y el astrónomo suizo Fritz Zwiky comprobó que muchas galaxias se agrupaban en racimos orbitando alrededor de un centro de gravedad común. Pero la velocidad a la que se desplazaban, unos 600 Km/s, debería hacer que la fuerza centrífuga las dispersara. Si se mantenían en su órbita, debía haber en su centro una masa mucho mayor de la que podíamos observar.

Zwiky calculó que la masa necesaria para que las galaxias se mantuvieran en esos racimos debía ser unas 400 veces mayor que la masa de las estrellas que la componían. Entonces se le ocurrió que debía existir una Materia Oscura.

Tenemos pruebas visuales de la existencia de la Materia Oscura. Cuando la luz de una galaxia lejana llega hasta nosotros, a veces la vemos distorsionada, curvada, como si la estuviésemos viendo a través del borde de una lente.

Luz de una Galaxia Desviada en una Lente GravitacionalEste fenómeno es debido a que cuando un rayo de luz pasa cerca de una masa bastante grande, como una galaxia o un Agujero Negro la luz se desvía y la vemos en una dirección distinta a donde está realmente.

El gráfico del documental está equivocado, y ese error es, por desgracia, muy habitual en muchos documentales de astronomía. Para ver lo que ocurre realmente, ver el artículo Lentes Gravitacionales

La observación de los rayos de luz procedentes de lejanas galaxias ha confirmado que la luz se desvía, y la magnitud de esa desviación nos permite calcular la masa que ha provocado esa desviación. Y se ha comprobado que esa masa es muy superior a la que podemos observar, lo cual ha servido para demostrar que las galaxias albergan mucha más masa que la que vemos. Es decir: La Materia Oscura.

La existencia de la Materia Oscura también puede confirmarse al observar el movimiento de las estrellas de la Vía Láctea.

Dada la velocidad de esas estrellas, su órbita debería hacer que se dispersaran en el Universo, pero no lo hacen, de donde deducimos que en realidad la Vía Láctea contiene más masa de la que vemos. De nuevo la Materia Oscura.

Creando Universos Virtuales

La Materia Ordinaria está formada por átomos y partículas conocidas. Esta materia, en determinadas condiciones, producen luz, la reflejan o la ocultan. Gracias a esas interacciones podemos Ver y Comprobar que esa materia existe.

Pero la Materia Oscura no produce luz, ni la refleja ni la oculta. La única forma en que interacciona con la materia ordinaria es mediante la gravedad, y mientras no tengamos mecanismos precisos de observación gravimétrica no podremos confirmar que exista.

Ya que no pueden observarla, los astrofísicos intentan deducir su existencia a partir de simulaciones informáticas.

Se han creado universos virtuales, dentro de los más potentes ordenadores, en los que se han programado las leyes físicas conocidas. Cuando esta simulación está completa, se la pone a funcionar para ver cómo evoluciona ese universo virtual.

Durante siete años se han probado distintas condiciones iniciales para simular la evolución del Universo desde el Big Bang hasta la actualidad, pero todos los universos creados fueron fallidos. O no se formaban galaxias, o se creaban demasiado grandes o el gas inicial no se llegaba a condensar para formar estrellas.

Hasta que se empezaron a introducir ciertas cantidades de Materia Oscura. Y más específicamente una variedad bautizada como Materia Oscura Fría, que se mueve más despacio que la Materia Ordinaria.

Al programar estas características, el Universo Virtual creado en las entrañas del ordenador evolucionó desde el Big Bang hasta hoy de la misma forma que hemos visto narrada en las observaciones astronómicas más modernas, mostrando la formación de Estrellas, Galaxias y la estructura general que hemos observado en el Universo, de una forma indistinguible de la realidad.

La Energía del Big Bang

La Búsqueda del Big Bang comenzó hace más de 50 años, cuando un radioastrónomo descubrió que en las recepciones de radio captadas por las antenas existía un ruido blanco imposible de eliminar. Ese ruido era muy uniforme, con la misma intensidad en todas las direcciones, y se dedujo que esa era la radiación original del Big Bang.

Posteriores exploraciones con satélites más precisos fotografiaron esta radiación realizando un mapa completo del firmamento en todas direcciones y evaluaron las pequeñísimas variaciones de temperatura, del orden de una millonésima de grado, que se dieron en los primeros momentos en que las radiaciones de microondas comenzaron a viajar por el espacio, 380.000 años después del Big Bang.

El Futuro del Universo

El Enigma del Principio del Universo tiene su contrapartida en el Enigma del Fin del Universo.

Sabemos que el Universo se está expandiendo. ¿Seguirá haciéndolo por toda la Eternidad? ¿O llegará un momento en que frene su expansión y realice el camino inverso para reunirse toda la materia en un Big Crunch?

El Profesor Brian Schmidt cree que ya tenemos las herramientas adecuadas para responder a esa pregunta.

Hace 13'8 Ga el Universo estalló en el Big Bang. En 1.994 se hicieron observaciones muy precisas para medir la expansión y saber si se detendría y se invertiría para volver al Gnab Gib (Big Bang al revés).

Se descubrió que el Universo se expandía más despacio en el pasado y que se ha acelerado en los últimos 6 u 8 últimos Ga. Nadie esperaba ese resultado, pues todos pensaban que la Gravedad frenaría la expansión, pero a raíz de este descubrimiento se dedujo que Algo lo estaba acelerando.

Ese algo es una fuerza y tiene que surgir de una energía que no podemos ver ni percibir. A esta extraña energía la llamamos Energía Oscura.

Este razonamiento está basado en el hecho de que el brillo aparente de una fuente luminosa de magnitud conocida depende de la Ley de la Inversa del Cuadrado, pero eso sólo es cierto en un Universo Plano. Si el Universo está curvado, según la teoría que expongo en El Tamaño Aparente de las Galaxias, eso significaría que las galaxias brillarían Más a la misma distancia que en un Universo Plano. Y esa mayor magnitud aparente es la que hace creer que el Universo se expande ahora más rápido que en el pasado. El mismo argumento está mejor explicado en el artículo más reciente Calculadora de Observaciones Galácticas.

Según mi opinión la expansión del Universo es constante, desde inmediatamente después del Big Bang hasta hoy y para la eternidad.

El mismo Einstein fue el primero que supuso la existencia de una fuerza de repulsión, pero años después descartó esa idea a la que calificó como el mayor error de su vida. Sin embargo, las observaciones de 1.994 han convencido a toda la comunidad científica de que existe esa fuerza.

La Energía Oscura conforma el 73% del Universo, pero sólo actúa en el espacio intergaláctico, allí donde el cosmos está prácticamente vacío.

La Velocidad de la Expansión del Universo

Uno de los principales retos que ha afrontado el telescopio espacial Hubble es medir el valor de la Constante de Hubble.

Para ello busca estrellas Cefeidas en el firmamento y mide su Corrimiento al Rojo para saber a qué velocidad se alejan.

Las estrellas Cefeidas tienen siempre el mismo brillo, así que si unas brillan más que otras sabemos que es porque están más cerca. Eso nos permite determinar con gran precisión la distancia a la que se encuentran.

Pero las Cefeidas sólo son visibles a distancias cortas, de pocas decenas de Millones de Años Luz. Para ver objetos más lejanos necesitamos algo que brille mucho más y que, igual que las cefeidas, tenga un brillo propio que sea siempre el mismo.

Este problema ha sido resuelto con un tipo determinado de supernovas, las 1A, que brillan siempre con la misma intensidad y pueden verse en galaxias mucho más lejanas.

Las supernovas 1A se producen a partir de un sistema de dos estrellas en el que una de ellas es una Enana Blanca. La Enana Blanca absorbe materia de la otra estrella y cuando su masa llega a ser tanta como 1'38 veces la masa de nuestro Sol, la Enana Blanca se transforma en una Supernova. Al brillar todas las supernovas 1A con la misma intensidad podemos calcular con bastante precisión la distancia a la que se encuentran y a partir de su Corrimiento al Rojo la velocidad a la que se alejan.

Las mediciones anteriores para determinar el valor de la Constante de Hubble no eran tan precisas y daban un rango de edad del Universo de entre 9 y 20 Ga. Era un rango demasiado impreciso para los astrónomos.

Con las mucho más precisas mediciones del Hubble hemos determinado que la Edad del Universo es de 13'81 Ga.

Y, lo que ha resultado una sorpresa para todos los investigadores, que la expansión del Universo se está acelerando.

Como ya he dicho antes, el error se produce al calcular la distancia de una Supernova 1A a partir del brillo según la Ley de la Inversa del Cuadrado en un Universo Plano. Si se tuviera en cuenta que el Universo es curvo se comprobaría que la velocidad de expansión del Universo es Constante.

Además, según el modelo del Universo Onda la Constante de Hubble puede calcularse de forma muy sencilla por métodos geométricos. Ver La Constante de Hubble

La Próxima Misión

En el año 2.019 se lanzará al espacio un nuevo telescopio, el Euclides, que se estacionará en L2, a 1'5 Mm de la Tierra en dirección opuesta al Sol.

Se debería especificar que es el Punto de Lagrange L2 del sistema Sol-Tierra, para no confundirlo con el Punto L2 del sistema Tierra-Luna.

Desde allí podrá realizar mediciones mucho más precisas sobre el Universo y con ellas podremos conocer más cosas acerca de la Energía Oscura.

En mi opinión

Es un documental muy bueno y bien explicado, en el que se exponen los últimos descubrimientos y teorías sobre la Materia Oscura y el Universo según la versión oficial de la comunidad científica actual.

Como veis, también expongo mis reservas con respecto a esa versión, basadas en La Teoría de la Gran Onda que he ido desarrollando desde hace bastantes años. Si os interesa, creo que os resultará bastante razonable e interesante. Pero si sólo queréis conocer la postura oficial de la ciencia podéis saltaros mis comentarios.

Ver Ficha de El misterio de la Materia Oscura de la serie Hubble: Explorando el Universo

Perdón por la interrupción

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