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La Materia Oscura ayudó a unir la materia  y crear galaxias, estrellas y planetas. La Energía Oscura intenta destruirlo todo. ¿Quién ganará la Batalla del Universo?

Creada18-11-2019
Modificada18-11-2019
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Diciembre1

Reseña del Documental La Batalla del Universo Oscuro de la serie La Historia del Universo

La Batalla del Universo Oscuro

Documental de la serie La Historia del Universo (T7, E7, 2019), en el que se describen las hipótesis de la Materia Oscura y la Energía Oscura, propuestas para explicar varios fenómenos que, de otra manera, no tendrían explicación.

Si contemplamos nuestro entorno, veremos que estamos rodeados de objetos, y todos ellos están hechos de materia. Y aún mucho más lejos, las estrellas y galaxias, todo está hecho de materia.

Pero en realidad sólo vemos el 5% de lo que existe. El 95% no lo vemos. Son Materia y Energía Oscuras.

Las Hipótesis Oscuras

Nadie sabe lo que son la Materia y la Energía Oscuras. Hemos imaginado que existen para explicar fenómenos que hemos observado y que no encajan con las leyes físicas conocidas.

En los años 1950, se descubrió que las estrellas orbitan las galaxias a una velocidad demasiado rápida para mantenerse estables. A esa velocidad, y con las leyes conocidas, las estrellas deberían salirse de su órbita, y salir disparadas hacia el espacio intergaláctico. Pero no lo hacen.

Se sugirieron dos posibles explicaciones: O la Ley de la Gravedad de Newton funciona de forma diferente a distancias galácticas, o en las galaxias existe más materia de la que podemos ver.

Antes que contradecir a Newton, los físicos prefirieron imaginar que existía materia invisible, pero no la llamaron Materia Invisible, sino Materia Oscura.

Igualmente, sobre 1997, varios astrónomos midieron la velocidad de recesión de estrellas lejanas, y por tanto muy antiguas, y descubrieron que la Expansión del Universo se está acelerando.

Pero para que algo aumente su velocidad hay que suministrarle energía, y si no podemos ver la fuente de esa energía, por supuesto acabaremos dándole un nombre, que no será Energía Invisible, sino Energía Oscura.

La Fuerza de la Materia Oscura

La Materia Oscura está formada por partículas WIMP, Weakly Interacting Massive Particles, Partículas Masivas de Interacción Débil. Estas partículas funcionan de la misma forma que la Materia con respecto a la gravedad, pero no interactúan con los campos electromagnéticos, por lo que no emiten luz, ni la reflejan ni la ocultan. No alteran los campos electromagnéticos ni son alteradas por ellos.

A todos los efectos son invisibles. Pero tienen Gravedad.

Se cree que se crearon, junto con la materia normal, en los primeros instantes del Big Bang, y su presencia ha contribuido a dar cohesión y forma al Universo.

En los primeros Ma después del Big Bang el espacio estaba lleno de nubes de Hidrógeno. En ellas se daban dos fuerzas contrapuestas. La Gravedad intentaba unirlas, atraerlas para formar las primeras estrellas. Pero las interacciones electromagnéticas intentaban impedirlo, haciendo que los átomos de Hidrógeno se repelieran entre sí. En esas condiciones no podían llegar a formarse estrellas.

Pero la Materia Oscura, al no interactuar electromagnéticamente, sí se pudo concentrar para formar concentraciones de masa, lo que serían Estrellas Oscuras.

Y su masa ayudó a contrarrestar la repulsión electromagnética de la Materia Normal produciendo, 180 Ma dBB, las primeras estrellas visibles.

No sólo estrellas, la Materia Oscura se ha unido y concentrado para formar un andamiaje oscuro en todo el Universo, una red de filamentos que cubren todo el espacio y sobre el cual se ha amoldado toda la Materia Normal, formando la estructura que podemos ver en el Universo.

La Fuerza de la Materia Oscura es la que ha propiciado la cohesión de la Materia Normal y la formación de estrellas y galaxias.

La Fuerza de la Energía Oscura

La Fuerza de la Energía Oscura es repulsiva, tiende a separar las cosas. Y es más intensa en el vacío que donde hay materia.

Cuando el Universo era joven, era denso, y la Fuerza de la Energía Oscura era insignificante. Pero conforme el Universo se ha ido expandiendo se ha ido haciendo también menos denso. Y al hacerlo la Fuerza de la Energía Oscura se ha ido haciendo cada vez más intensa.

Donde la Energía Oscura es más intensa es en los Grandes Vacíos del Universo.

El Andamiaje del Universo

A gran escala, la estructura del Universo no es homogénea, sino más bien como un baño de espuma. Hay burbujas vacías, separadas por membranas que se unen en aristas que confluyen en vértices. El 90% de la materia del Universo se encuentra repartido en esas membranas, aristas y vértices. El 90% del Espacio del Universo está vacío.

Y en esos vacíos es donde la Energía Oscura es más intensa.

Conforme el Universo se está expandiendo, la Energía Oscura es cada vez más intensa, y a su vez empuja cada vez más fuerte a la Materia del Universo y hace que se expanda más rápido.

El destino del Universo es que la Fuerza de la Energía Oscura llegue a ser más intensa que la Gravedad, y las estrellas de las galaxias se esparzan en el espacio. Más adelante serán las estrellas las que se disuelvan, y los planetas. Y los meteoritos. Hasta que no quede más que polvo, átomos sueltos, en todo el Universo. Y la Fuerza de la Energía Oscura seguirá creciendo hasta que los electrones sean repelidos por los núcleos y los mismos protones se separen en quarks.

En mi opinión

El documental no añade mucho a lo ya conocido, ni se plantean teorías alternativas, pero en la última parte varios científicos sugieren, creo que medio en broma medio en serio, que tal vez estemos equivocados y que en realidad no existen ni la Materia ni la Energía Oscura.

Recordad que la Materia Oscura se inventó para explicar la velocidad orbital de las estrellas dentro de las galaxias, pero si encontramos OTRA posible explicación, la Materia Oscura deja de ser necesaria.

Y ¿cuál sería esa explicación alternativa?

Hace años razoné que a la hora de calcular la velocidad de las estrellas en su órbita galáctica debemos tener en cuenta que la parte de la galaxia exterior a la órbita atrae las estrellas hacia fuera, y que esa fuerza se debe restar de la fuerza que se ejerce hacia dentro. Así, la diferencia entre las velocidades de dos estrellas a distintas distancias del centro no se ajustarán a las leyes de Kepler, sino que será algo menor.

Pero hay otro factor mucho más importante que puede explicar aún mejor las órbitas de las estrellas en la galaxia.

La Expansión de Hubble

El Universo se está expandiendo. Si dos galaxias estuvieran completamente detenidas en el espacio, a UN Mal (Millón de años·luz), la distancia entre ellas aumentaría a 21'74 Km cada segundo. (Para quien prefiera trabajar en Mega·parsecs, sería 21'74 X 3'2616 = 70'9 Km/s·Mpsc)

La distancia del Sol al centro de la Vía Láctea, a 26.000 al, también se está expandiendo. A 565 m/s, suficiente para alterar los resultados de las fórmulas orbitales de Kepler.

Las estrellas situadas a 10 Kal del centro galáctico experimentan un alejamiento, provocado por la expansión de Hubble, de 217'4 m/s. Las situadas en el borde galáctico, a 50 Kal, experimentan un alejamiento de 1.087 m/s. Al aplicar las fórmulas de Kepler para calcular su aceleración hacia el centro galáctico, hay que descontar la velocidad de la expansión de Hubble, y eso hace que la velocidad de la órbita sea menor que la que se calcularía con las fórmulas de Kepler.

Aviso: esto no es una teoría, sino la consecuencia lógica del hecho de que el Universo, el Espacio, se esté expandiendo. Nunca he visto que los astrofísicos que estudian el movimiento de las estrellas en la galaxia hayan tenido en cuenta ese dato, pero estoy convencido de que si se tiene en cuenta no haría falta postular la existencia de la materia oscura.

La Expansión Acelerada

En cuanto a la Energía Oscura, esa hipótesis se inventó para explicar la causa de que las galaxias, el Espacio y el Universo, parecen expandirse hoy más rápido que hace mil millones de años. Parecen estar acelerándose.

Pero igual que en el caso de la Materia Oscura, si esa aparente aceleración podemos explicarla de otra forma, entonces la Energía Oscura deja de ser necesaria.

Y una explicación alternativa a la aparente expansión acelerada del Universo, podéis encontrarla en el artículo El Brillo de las Supernovas 1a.

No, si al final, después de tantos años de creer en ellas, va a resultar que ni la Materia Oscura ni la Energía Oscura existen de verdad.

Ver Ficha de La Batalla del Universo Oscuro de la serie La Historia del Universo

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