17 agosto 2016

El lado oscuro de la naturaleza.

Según recientes observaciones astronómicas (WMAP), sólo una ínfima parte del contenido del universo es materia como la que hay en nuestro planeta. Hasta hoy nadie sabe qué es lo que forma el restante 96 por ciento. Debido no sólo a su origen poco claro, sino también a que no emite luz escapando a toda observación, decimos que allá afuera hay “materia y energía oscuras”. El hecho es que el movimiento de las galaxias nos dice que el universo está repleto de algo desconocido. ¿Qué es, de dónde surgió, qué efectos tiene en la Tierra? Desafiantes teorías se dibujan en la mente de quienes intentan descifrar el lado oscuro de la naturaleza.

Los puntos luminosos en el cielo de una noche apacible han cautivado al humano desde siempre. Hoy sabemos que son galaxias, estrellas, planetas, lunas y otros cuerpos celestes que conviven en el universo. Los astrónomos han descubierto que si nuestros ojos fueran muy sensibles, el cielo nocturno entero sería un espectáculo de luces: luces que nacen, que se mueven, que explotan, que desaparecen. Sin embargo, para poder ver semejante recreación se requieren sofisticadas lentes que permiten ver no sólo la luz visible emitida por las estrellas más distantes, sino también la radiación que nuestros ojos no pueden captar.

Desde el siglo XVII, cuando Newton publicó su teoría de la gravedad, se sabe que las estrellas atraen a los objetos a su alrededor. Entre más pesadas éstas sean, mayor es la atracción ejercida. Esto explica la formación de sistemas solares como el nuestro y de estructuras mayores como las galaxias. No obstante, para Einstein la teoría newtoniana de la gravedad estaba incompleta. En 1916, Einstein publicó su teoría general de la relatividad, la cual predijo que no sólo los planetas se atraen mutuamente por efecto de la gravedad, sino que, debido a que la energía y la materia son en esencia lo mismo, también cualquier tipo de energía, incluyendo la luz, puede percibir la gravedad. Los astrónomos no tardaron mucho en confirmarlo.

Las estrellas desvían la trayectoria de la luz en el espacio. De hecho, grandes cantidades de materia y energía son capaces de desviar notoriamente todo tipo de radiación. La teoría de la relatividad determina con exactitud esta desviación, la cual depende de la cantidad de materia y energía presentes. Observaciones astronómicas indican, empero, que la luz se desvía excesivamente al pasar cerca de algunos grupos de galaxias. Esto podría indicar que, aparte de la materia y la energía observadas en estos grupos de galaxias, existe materia y energía inobservables que generan un campo gravitacional muy intenso, un campo cerca de diez veces más intenso que el producido por la materia común.

Aun más preocupante es la certeza de que nuestro universo se expande cada vez más rápido. Esto contradice la intuición. Por ponerlo de alguna manera, si un globo de agua explota, se espera que las gotas de agua salgan volando rápidamente del globo y que luego pierdan fuerza y caigan quedándose sin velocidad. Contrariamente, en nuestro universo, originado por la Gran Explosión (o Big Bang), parece que las "gotas de materia" siguen adquiriendo cada vez mayor velocidad. Esta paradoja indica que, en lugar de vacío, entre estrella y estrella hay cierta cantidad de energía desconocida e indetectable: la misteriosa energía oscura.

¿Pero qué son y de dónde surgen estas substancias oscuras? El ingenio humano ha creado teorías en búsqueda de respuestas. Probablemente, durante la historia del universo partículas diminutas volaban aleatoriamente con enorme rapidez. Quarks, fotones y electrones jugueteaban con partículas no descubiertas aún. Estas partículas pertenecían a una clase algo diferente a la de las partículas que forman los objetos que nos rodean. Eran partículas de peso enorme, eran las así llamadas partículas supersimétricas. Cuando los planetas se formaron, sólo sobrevivieron las partículas supersimétricas más ligeras, muy parecidas a algunas partículas conocidas, pero casualmente incapaces de emitir o reflejar luz: he ahí la materia oscura.

El origen de la energía oscura requiere más imaginación. El vacío podría contener una partícula bautizada "quinta esencia", o bien, una forma de energía intrínseca asociada a la forma del universo. Cualquiera que sea la respuesta, esta energía debe cubrir el 75% del contenido del universo. Eso querría decir que eso que llamamos “vacío” está, en realidad, “lleno” de una forma mágica de energía que proyecta nuestra galaxia al infinito.

Estas teorías podrían ser la respuesta a las preguntas que origina la existencia de la materia y la energía oscuras. Por otra parte, para los científicos hay preguntas abieras. ¿Podría ser que ninguna de estas especies desconocidas de materia y energía existe? Quizá la teoría de la gravedad no es del todo correcta. Tal vez las contradictorias observaciones astronómicas son sólo indicios de que nuestra comprensión de la gravedad requiere modificaciones. ¿Partículas desconocidas son la fuente de la oscuridad del universo o es nuestra ignorancia lo que lo hace oscuro? Los científicos del mundo saben que éstas son preguntas importantes que nos hunden en la más tenebrosa oscuridad. Y saben también que es urgente que alguien encienda la luz.

*Universidad de Bonn, Alemania

Por:  Saúl Ramos Sánchez
fuente/ciencias.jornada.com.mx

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