Eje 4. Actividad 1. Lectura y escritura exploratoria.

Eje 4. Actividad 1. Lectura y escritura exploratoria.

El lado oscuro del Universo.

Sergio de Régules

La luz de unas estrellas que explotaron hace miles de millones de años reveló recientemente que 75% del Universo está hecho de una forma de energía nunca antes detectada, que produce repulsión gravitacional y acelera la expansión del Universo. ¿Qué será?

Introducción:

Sergio de Régules, (autor de el Texto " El lado oscuro del Universo") físico y divulgador en la  Dirección General de la Divulgación de la Ciencia. Trabaja en el Museo de la ciencia Universum, dicta conferencias sobre divulgación científica, escribe artículos, crea y organiza exposiciones.

En este escrito desarrolla las evidencias de la existencia de la materia y la energía oscuras que se explican en la lectura motivo de este análisis “El lado oscuro del universo”, como parte del eje 4, actividad 1, la acción de leer fomenta la capacidad de distinguir diferentes posiciones, valorarlas, y construir nuevas comprensiones.

Casi todo lo que hay en el universo es invisible. La materia ordinaria que forma los planetas, las estrellas, el gas, el polvo cósmicos, representa sólo el 4% del contenido del universo; el resto lo constituyen las llamadas materia y energía oscuras, dos de los descubrimientos más espectaculares e inesperados de los últimos tiempos, fundamentalmente, la materia y energía oscuras son un misterio por resolver.

Casa A (2010) establece, estos hallazgos representan en cierto sentido una nueva revolución copernicana; una vez más, descubrimos que nuestra posición en el universo no es única ni privilegiada.

Durante años el ser humano ha demostrado especial curiosidad por el estudio del Universo, desde los tiempos de Galileo hasta hoy con Stephen Hawking, encontrándonos con maravillosos espectáculos, sin embargo, nos seguimos preguntando: ¿Qué se esconde tras lo que no podemos ver?

Desarrollo:

Dime cuánto brillas y te diré a qué distancia estás.

De Régules, S. (2003) menciona que lo único que necesitan para saber a qué distancia se encuentra una galaxia es localizar en ella algún objeto cuya luminosidad intrínseca se conozca: un objeto que sirva como patrón de luminosidad. Cuando no podemos acercarnos a un objeto luminoso (¡o no nos atrevemos!), es posible obtener mucha información analizando su luz. La suposición más sencilla es ésta: si brilla mucho, está cerca; si brilla poco, está lejos. Pero la cosa no es tan simple: ¿qué tal si está lejos, pero su brillo intrínseco es altísimo? La luminosidad aparente de semejante objeto podría ser mayor que la de otro que está más cerca pero es más tenue, y concluiríamos erróneamente que el primero es el más cercano.

Para De Régules, S. (2003), Resulta que la luz de una galaxia también puede decirnos a qué velocidad se acerca o se aleja de nosotros. Y menciona como ejemplo lo siguiente, (Una moto que pasa suena más agudo cuando viene y más grave cuando se va). Por alguna razón parecida, la luz de una galaxia se ve más roja cuando ésta se aleja y más azul cuando se acerca. El grado de enrojecimiento de la luz se debe a la velocidad con que se aleja se llama corrimiento al rojo, y se puede medir con precisión. A esta conclusión llegó Edwin Hubble en 1929, al observar que la Vía Láctea se alejaba de nosotros a una velocidad proporcional a la distancia que mantenía con la Tierra, lo cual indica que cuanto más lejos está una galaxia, más rápido se aleja y que la relación entre distancia y velocidad es una simple proporcionalidad directa: una galaxia al doble de la distancia se aleja al doble de la velocidad, una al triple, al triple… Ésta es la llamada ley de Hubble, y se interpreta como signo de que el Universo se está expandiendo.

Los astrónomos de principios del siglo XX esperaban encontrar la misma proporción de nebulosas espirales con corrimiento al rojo (que se alejan) que con corrimiento al azul (que se acercan). En vez de eso descubrieron que todas (menos las más cercanas) presentan corrimiento al rojo. Es decir, todas las galaxias se están alejando entre sí.

Big Bang.

El descubrimiento de Hubble condujo al poco tiempo a la teoría del Big Bang del origen del Universo.

El descubrimiento de Hubble condujo al poco tiempo a la teoría del Big Bang del origen del Universo. La teoría del Big Bang es una teoría que dice que el universo nació hace aproximadamente 14 mil millones años de un único punto que estaba contenido en el espacio, y que a partir de ahí el universo se expande continuamente. Si las galaxias se están separando, en el pasado estaban más juntas. En un pasado suficientemente remoto estaban concentradas en una región muy pequeña y muy caliente —y no eran galaxias, sino una mezcla increíblemente densa de materia y energía—.En 1965, Arno Penzias y Robert Wilson, dos físicos que estaban probando una antena de comunicación satelital, detectaron un ruidito persistente que no podían explicar. Éste resultó ser el rastro del violento origen del Universo. Hoy se llama radiación de fondo, y sirvió para convencer a casi todo el mundo de la teoría del Big Bang.

El modelo del Big Bang se fue ajustando con los años. Por ejemplo, a principios de los años 80, los cosmólogos (empezando por el físico Alan Guth) añadieron al modelo el concepto de inflación para explicar los resultados de ciertas observaciones. Según la hipótesis inflacionaria, en la primera fracción de segundo una fuerza de repulsión muy intensa hizo que el embrión de Universo pasara de un tamaño menor que el de un átomo al de una toronja en un tiempo brevísimo. Este modelo inflacionario resolvía tan bien las dificultades de la teoría original del Big Bang que no tardó en convertirse en el favorito de los cosmólogos.

Es importante mencionar que el Big Bang no fue una explosión en el sentido propio del término, ya que no se propagó fuera de sí mismo, el universo se inició como una singularidad infinitesimalmente pequeña, y no hubo ningún tipo de explosión en el sentido convencional de la palabra, dado que fue la expansión del propio espacio lo que apartaba la materia entre sí. Visto así, el Big Bang no es una explosión de materia que se aleja para llenar un universo vacío; es el espacio-tiempo el que se extiende, y es su expansión la que causa el incremento de la distancia física entre dos puntos fijos en nuestro universo.

Materia y energía

De Régules, S. (2003) menciona, que cuando Albert Einstein publicó la teoría general de la relatividad, que es la que usan los cosmólogos para describir la forma global del Universo, permitió analizar otras dos posibilidades insólitas: si el espacio tiene curvatura positiva, como una esfera, o si tiene curvatura negativa, como una silla de montar. Todo depende de qué tan fuerte jale la fuerza de gravedad total del Universo, o en otras palabras, de cuánta materia y energía contenga éste en total, como se ejemplifica en los siguientes casos:

1. poca materia y energía = curvatura negativa

2. ni mucha ni poca = geometría plana

3. mucha = curvatura positiva

El asunto es importante porque de la cantidad de materia y energía (más precisamente, de su densidad total) dependía también que el Universo siguiera expandiéndose para siempre (casos 1 y 2) o bien que un día la expansión se detuviera y se invirtiera (caso 3), como una piedra que se lanza hacia arriba y que empieza a bajar al llegar a cierta altura. Y por la misma razón que la piedra: la atracción gravitacional de toda la materia y energía del Universo.

Esto significa que la mayoría de las galaxias se alejan de la Vía Láctea en todas direcciones, esto hace suponer como si la Vía Láctea y el resto de galaxias fuesen puntos situados sobre la superficie de un globo. Al inflar el globo, todos los puntos se alejan de nosotros. Si cambiamos nuestra posición a cualquiera de los otros puntos y realizamos la misma operación, observaremos exactamente lo mismo.

Novas y Supernovas

Las novas y supernovas son estrellas que explotan liberando al espacio parte del material que las constituyen, durante un tiempo variable, su brillo aumenta de forma espectacular, aparentando el nacimiento de una nueva estrella. No obstante, La explosión de una supernova es más destructiva y espectacular que la de una nova, y mucho más rara, esto es poco frecuente en nuestra galaxia, y a pesar de su increíble aumento de brillo, pocas se pueden observar y más aún, a simple vista.

De Régules, S. (2003) menciona, que el 15 de octubre de 1998 el telescopio Keck II, situado en la cima del volcán Kilauea, en Hawai, escudriñaba un retazo de cielo en el área de la constelación de Pegaso. Hacía unas semanas, los científicos del Proyecto de Cosmología con Supernovas (Supernova Cosmology Project), dirigido por Saul Perlmutter, habían tomado fotos de las galaxias de la misma región como referencia. Al comparar las nuevas imágenes con las de referencia, vieron que en una galaxia había aparecido un punto brillante. Era una supernova, una estrella que hizo explosión —justo lo que estaban buscando—. La llamaron Albinoni, como el compositor italiano del siglo XVIII (Perlmutter toca el violín).

Nueve días después, el grupo —un equipo internacional de investigadores— usó el Telescopio Espacial Hubble, además del Keck II, para medir la luminosidad aparente de Albinoni, así como el corrimiento al rojo de la galaxia en la que se localiza. Al cabo de varios días confirmaron que se trataba de una supernova de tipo Ia con un corrimiento al rojo de 1.2, lo que indicaba que hizo explosión hace miles de millones de años.

Hoy en día, las supernovas Ia son el patrón más usado para determinar distancias a galaxias muy lejanas. Los dos equipos de cosmología con supernovas comparan la distancia de las supernovas Ia que descubren con el corrimiento al rojo de sus galaxias para estudiar el pasado de la expansión del Universo.

Expansión acelerada

En astronomía, mirar lejos es mirar al pasado. La luz, viajando a 300 mil kilómetros por segundo, tarda cierto tiempo en llegar a la Tierra desde sus fuentes: ocho minutos desde el Sol, unas horas desde Plutón, unos años desde las estrellas más cercanas, 30 mil años desde el centro de nuestra galaxia y muchos miles de millones de años desde las galaxias más lejanas. La luz de Albinoni y su galaxia, por ejemplo, llegó al espejo del telescopio Keck II 10 mil millones de años después de producirse la explosión.

El corrimiento al rojo de las galaxias lejanas se debe a que la expansión del Universo “estira” (es un decir) su luz. Comparándolo con la distancia a la que se encuentra la galaxia se obtiene información acerca del ritmo de expansión del Universo en épocas remotas.

El lado oscuro

La cosa tiene implicaciones, por ejemplo, en la edad del Universo. Ésta se calculaba suponiendo que la gravedad frenaba la expansión. Si en vez de frenarse, se acelera, el cálculo cambia y el Universo resulta más antiguo.Pero la implicación más tremenda del Universo acelerado tiene que ver con el asunto de la gravedad. Ésta es una fuerza de atracción y, en efecto, tiende a frenar la expansión del Universo. Entonces, ¿quién demonios la está acelerando?

En las ciencias, como en la vida, las cosas tienen muchas facetas. El efecto de aceleración del Universo nos pone ante un problema —el de buscar al responsable— pero al mismo tiempo resuelve otro. Porque el efecto de aceleración cósmica requiere energía en cantidades.

El año pasado algunos cosmólogos propusieron una variante de la teoría de la energía oscura que consiste en tomar en cuenta ciertos valores, antes desdeñados, de un parámetro que la describe. Para distinguirla de la quintaesencia los científicos llamaron “energía fantasma” a la energía oscura de este tipo. No precipiten conclusiones los esotéricos: estos nombres son sólo nombres, que no llevan significado oculto ni ocultista. A los científicos les gustan los nombres llamativos, como a cualquiera.

Si la energía oscura resulta ser de tipo energía fantasma, el final del Universo será muy distinto a lo que nos habíamos imaginado. Según el físico Robert Caldwell y sus colaboradores, llegará un día, dentro de unos 22 mil millones de años, en que la aceleración de la expansión del Universo empezará a notarse a escalas cada vez más pequeñas para producir un final que se llama Big Rip (el “Gran Desgarrón”).

Mil millones de años antes del Big Rip, la energía fantasma superará a la atracción gravitacional que une a unas galaxias con otras y se desmembrarán los cúmulos de galaxias. Sesenta millones de años antes del fin, se desgarran las galaxias. Tres meses antes del Big Rip, el efecto alcanza la escala de los sistemas planetarios: los planetas se desprenden de sus estrellas. Faltando 30 minutos para el postrer momento, los planetas se desintegran. En la última fracción de segundo del Universo los átomos se desgarran. Luego, nada.

Espantoso, ¿verdad? Por suerte, para entonces hace mucho que la Tierra habrá dejado de existir. Qué alivio.

Conclusión:

Antes del big bang, según el autor y los científicos, la inmensidad del universo observable, incluida toda su materia y radiación, estaba comprimida en una masa densa y caliente a tan solo unos pocos milímetros de distancia. Este estado casi incomprensible se especula que existió tan sólo una fracción del primer segundo de tiempo. Esto es solo un poco de grandes teorías sobre la creación, forma, expansión, dimensión y futuro de nuestro universo. Lo que científicos nos han mostrado es para tener una pequeña idea de lo que nos rodea .

Las teorías estudiadas mantiene que, tras el big bang, el universo se expandió con una velocidad incomprensible desde su origen del tamaño de un pequeño fragmento a un alcance astronómico, formando las galaxias, planetas, estrellas y todo lo que en el universo conforma. La expansión aparentemente ha continuado, pero mucho más despacio, durante los siguientes miles de millones de años.

Somos criaturas de la noche, nuestra especie se desarrollo bajo un manto lleno de preguntas; no importa cuantas preguntas le hagamos al universo, por cada respuesta encontraremos mas preguntas, cientos e incluso miles.

Estamos hechos de polvo de estrellas, un producto de procesos naturales, tan natural como nuestra curiosidad para hacer preguntas y encontrar respuestas.

Reflexión:

¿Por qué elegiste este tema?

Me pareció un reto importante y este tema me llama mucho la atención, me interesa saber cómo se originó el Universo y hacia dónde va, darme cuenta de lo pequeño e insignificante que es nuestro planeta en comparación con el Universo, me ayuda a poner las cosas en perspectiva, especialmente en algún problema o situación que siento inmenso.

Aún nos falta mucho por descubrir y mucho más que mirar pero siempre resulta fascinante conocer aunque sea un poco el lugar donde habitamos, sé que nuestro universo es magnífico, inmenso, y lleno de sorpresas.

Me sumergir en textos y vídeos explicativos de lo que son las galaxias, las supernovas, la teoría de la relatividad, la teoría del Big Bang, y acciones de investigación para corroborar lo escrito por el autor, y realizar inferencias que me permitieron comprender las ideas generales,  esto me permitió procesar información de fuentes diversas para proponer una secuencia explicita, discutir reflexivamente las ideas y proponer un pensamiento propio.

¿De dónde partiste para empezar a escribir?

Parto de la misma lectura “El lado oscuro del Universo”.  El autor logra con creces hacer de un tema complejo, fácil de leer, después de formular preguntas y aclarar el sentido de lo que estaba siendo expresado por el autor, busque diferentes fuentes de información, determinando una secuencia lógica para integrar el escrito.

Bibliografía:

De Régules, S. (2003). El lado oscuro del universo. ¿Cómo ves?, N°. 58, (Pp. 10-15). México: UNAM. Recuperado el 13/04/15, de:http://www.comoves.unam.mx/numeros/articulo/58/el-lado-oscuro-del-universo

Referencias electrónicas:

http://www.comoves.unam.mx/numeros/articulo/58/el-lado-oscuro-del-universo

http://www.csic.es/coleccion-que-sabemos-de?

http://es.wikipedia.org/wiki/Big_Bang

http://www.nationalgeographic.es/ciencia/espacio/origen-universo