Los prejuicios y el origen del universo

A finales del siglo pasado se aceptaba mayoritariamente la idea de que el universo tuvo su origen hace unos 15.000 millones de años en un punto de dimensión “ínfima” y densidad “infinita”.


Ese punto explotó (hizo bang) y en esa explosión se creó el tiempo y el espacio. El momento concreto no podía ser explicado con las leyes de la física vigente, al parecer las ecuaciones se volvían locas cuando se pretendía simular ese punto infinitamente pequeño y denso. Los físicos sí podían describir con detalle la evolución del universo a partir de milésimas de segundo después de ese momento. 

Sin embargo, esta no era la idea imperante a primeros del siglo XX. Se creía que el universo era fijo, inmutable y eterno; de hecho Einstein se había dado cuenta de que las ecuaciones de la relatividad general mostraban que el universo no podía ser estático. Esto sugería que el universo podía tener un origen y un final definido pero para adecuarse a las ideas de la época modificó sus ecuaciones, introdujo la “constante cosmológica” una especie de energía exótica que llena el universo de manera uniforme de una presión negativa que ejerce una presión gravitatoria repulsiva total y así equilibra la fuerza gravitatoria atractiva y por tanto el universo permanece estático. 

En 1929 Edwin Hubble utilizando un telescopio de 100 pulgadas en California encontró en la luz que nos llega de las galaxias que están más lejos de nosotros el fenómeno del “corrimiento hacia el rojo”, además cuanto más lejos están mayor es el fenómeno, lo que indica que se están alejando a mayor velocidad. Este fenómeno es un ejemplo del efecto doppler; por ejemplo, con el sonido lo que ocurre cuando una ambulancia se acerca es que se escucha más agudo y cuando se aleja más grave; con el color, la longitud de onda de algo que se aleja de nosotros se alarga y por tanto tiende al rojo y si se acerca se acorta y tiende al azul. 

Einstein afirmó que la introducción de la constante cosmológica fue el mayor error de su vida. Él podría haber predicho dicha expansión una década antes de haber hecho caso al resultado que le daban sus ecuaciones. 

En 1965, dos físicos norteamericanos de los laboratorios de la Bell Telephone en Nueva Jersey, Arno Penzias y Robert Wilson, estaban probando un detector de microondas extremadamente sensible; se sorprendieron al encontrar que su detector captaba más ruido del que esperaban. El ruido no parecía provenir de ninguna dirección en particular. El ruido extra era el mismo para cualquier dirección desde la que se observara, de forma que debía provenir de fuera de la atmósfera. El ruido era también el mismo durante el día, y durante la noche, y a lo largo de todo el año, a pesar de que la Tierra girara sobre su eje y alrededor del Sol.

Esto demostró que la radiación debía provenir de más allá del sistema solar, e incluso desde más allá de nuestra galaxia, pues de lo contrario variaría cuando el movimiento de la Tierra hiciera que el detector apuntara en diferentes direcciones. De hecho, sabemos que la radiación debe haber viajado hasta nosotros a través de la mayor parte del universo observable, y dado que parece ser la misma en todas las direcciones, el universo debe también ser el mismo en todas las direcciones, por lo menos a gran escala.

Esta radiación, “la radiación de fondo” está 2.7 grados por encima del cero absoluto (como anécdota: contribuye en una pequeña fracción a la nieve que se ve cuando se sintoniza en la tele un canal que no está emitiendo). Independientemente de a qué lugar del cielo enfoquemos la antena la temperatura de la radiación es la misma con un error de aproximadamente una cienmilésima. La radiación es el eco de la explosión con la que se originó el universo. 

Así que el universo se está expandiendo y lo que no sabemos si este crecimiento durará eternamente o si se invertirá: depende de la densidad media de la materia del universo. 

Se plantean 3 posibilidades: 

1. Si el universo no llega a una densidad crítica (aproximadamente una centésima de una milésima de una millonésima de una trillonésima de gramo por centímetro cúbico) se expandirá para siempre, con el tiempo el combustible nuclear de las estrellas se agotará y el universo quedará convertido en un lugar frío y oscuro. 

2. Si la densidad del universo coincide con la densidad crítica la expansión se detendrá, pero el tamaño del universo no se reducirá. La situación del universo será igual que la anterior, será un lugar frío y oscuro. 

3. Si el universo supera la densidad crítica la fuerza gravitatoria será lo suficientemente grande para que se invierta la expansión; el universo se contraerá, la radiación de fondo subirá de temperatura y se irá hacia el azul, las galaxias se fusionarán, las estrellas explotarán, el universo se convertirá en un plasma caliente. Se producirá un “crunch”. Algunos astrónomos han especulado con que como el big crunch replica algunas de las condiciones del big bang podría haber un nuevo bang y una re-expansión del universo y esto podría producirse eternamente. 

Ya lo veremos (si llegamos).

Vicente.