El Estudio de la Materia Oscura Desde la Perspectiva de un Edafólogo-Ecólogo

¿Pueden realizar aportaciones de interés, al estudio de la materia oscura, edafólogos y ecólogos? En principio, hasta plantearse tal interrogante se antoja absurdo. Sin embargo, tras leer la noticia que hoy os ofrecemos, la respuesta, sorprendentemente sería afirmativa. Más aun tal contribución podría ser muy relevante, si nos atenemos al enfoque que ciertos cosmólogos pretenden aplicar al objeto de avanzar en el conocimiento de una “materia tan oscura”. Lamentablemente, con toda seguridad, nadie se lo planteará, ni nos lo propondrá. La nota de prensa que os ofrecemos hoy, nos informa que estos físicos pretenden mapear el número y distribución de galaxias en el espacio-tiempo, desde los albores de la cosmogénesis. Hablamos pues del análisis de mapas secuenciados en el tiempo, con vistas a analizar la distribución espacial de materia visible y comparar tanto su distribución, como el número de galaxias. Pues bien, al tratarse de meros mapas, cabría recordar que los ecólogos del paisaje y ciertos edafólogos (como es mi caso) atesoran metodologías idóneas con vistas a realizar tales análisis. Tan solo basta digitalizar las imágenes obtenidas, seguidamente hacer uso de sistemas de información geográfica, para finalizar con la aplicación de ciertas herramientas matemáticas, casi todas bastante rutinarias. Más aun, sospecho que los patrones que puedan detectarse, ya los atesoramos aquí, en este minúsculo planeta Tierra. En otro post (La Magia de los Números, Diversidad de la Naturaleza y Una Teoría del Todo) ya os narré otra noticia semejante. ¿Pueden aportar ecólogos y edafólogos información de interés respecto a la denominada por los físicosTeoría del Todo”?. ¡Pues va a ser que sí!. Al leer los resultados de aquella investigación os mostramos la razón. Resulta que ciertos físicos teóricos dicen haber encontrado ciertas regularidades que concuerdan con las encontradas en el inventario de los recursos naturales, y que adicionalmente corresponden con estructuras fractales. Pero hoy hablaremos muy brevemente del análisis de patrones espaciales, con independencia de cual sea el objeto de estudio (mapas de vegetación, mapas de suelos o de galaxias). La acción sinérgica, de nuevas tecnologías, ciencias de la complejidad y el estudio del mundo natural, permiten intercambiar experiencias entre las ramas del conocimiento científico más insospechadas. Veámoslo.   

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Imagen del cosmos. Fuente: Hubble site gallery

 ¡No, no se me ha ido la cabeza! ¡No padezco demencia senil, todavía! (todo a su tiempo). Las ideas que os voy a mostrar son muy sencillas, habiéndose sido expuestas en los post previos que os relaciono al final de este.

 El análisis de patrones especiales es un tema cuya preocupación ha ido creciendo con el transcurso del tiempo. En sus inicios (y en parte aun ahora) cada disciplina lo abordaba independientemente de las otras, apelando a sus propio corpus doctrinal e iniciativas. Sin embargo, día a día, se reconoce la necesidad de estudios multidisciplinares y transdisciplinares que, por un lado integren a todos los recursos naturales, mientras que por otro, haciendo uso de las ciencias de la complejidad, permitan compararse los resultados obtenidos en cada una de ellas, así como de los productos de sus respectivas combinaciones temáticas. Actualmente tales investigaciones vienen siendo analizadas a través de mapas e imágenes digitalizadas. No se trata ni más ni menos que lo que pretenden llevar a cabo los cosmólogos. El marco teórico que ofrece las ciencias de la complejidad, esta permitiendo detectar sorprendentes regularidades espaciales que afectan  a todos los recursos naturales. Hablamos de modelos de distribución-abundancia, la Ley de Willis, invarianza a los cambios de escala (fractales y multifractales), textura del paisaje, lacunaridad, etc. De hecho, incluso también se detectan patrones semejantes entre redes ecológicas, metabólicas, sociales, de Internet, propagación de enfermedades etc. Obviamente debería repetir aquí el contenido de post previos a la hora de dar cuenta de todo ello. Y como no viene al caso, os dejo un grupito de ellos con vistas a que entendáis de qué hablo.

Desde que comencé a escribir en este blog, me he obligado a leer las noticias más relevantes sobre ciencia que ofrecen los boletines de noticias especializados en el tema. Tal tarea, me lleva varias horas a la semana. Obviamente, entre ellas, muchas conciernen al ámbito de la cosmología. Algunas de estas últimas ofrecen imágenes espectaculares de las estructuras cosmológicas. ¿Y que queréis que os diga?. Simplemente que sus patrones son asombrosamente similares a los que encontramos en este minúsculo planeta. Tengo casi la certeza de que vamos a topar con las mismas regularidades en la aproximación que os ofrezco abajo sobre la investigación de la materia oscura.  ¿Atesoramos en nuestro propio planeta los secretos del propio universo?. ¡Posiblemente!.

 Debemos dejar bien claro, que se trata de contrastar manifestaciones fenomenológicas, no de profundizar en la formulación de las leyes cosmológicas que hoy conocemos. Sin embargo, al hacerlo, podríamos descubrir que algunas de ellas obedecen a los mismos principios. Ya os comentamos en algunos post, como en el de  ¿Filosofía Cuántica? Que algunos investigadores “políticamente no correctos” postulaban que las leyes del cosmos se encuentran implícitas en cada pedacito de materia, siendo verdaderos universos replegados (implicados) en si mismos. Sin embargo tales leyes pueden desplegarse en “determinadas circunstancias. Tanto en este post como en el ya mentado sobre la “Teoría del Todo”, algunos científicos conjeturan leyes de distribución espacial en el universo, que han sido corroboradas en el Planeta Tierra hasta la saciedad. De ser así, resultaría que, esos perros, políticamente incorrectos habrían dado en la diana con sus conjeturas audaces, por mucho que ahora sean denostados y despreciados. Se trata de un hecho harto frecuente en la historia de la ciencia. ¡El tiempo, como siempre, dictara sentencia!.     

 Juan José Ibáñez      

  

A la caza de la energía oscura

 Cuando los científicos tropiezan con una sorpresa, con algo que no comprenden, no se quedan de brazos cruzados, extasiados, sino que inmediatamente se ponen a inventar experimentos y observaciones para vencer el misterio, y más si se trata de un descubrimiento que altera en gran medida el conocimiento que tiene de la evolución del universo.

FUENTE | El País Digital 15/09/2010

 Se trata de la energía oscura, cuya existencia se desconocía hace poco más de una década y que ahora atrae la atención de los cosmólogos de todo el mundo. No es para menos: según las observaciones más precisas realizadas, la energía oscura supone el 72% de todo el universo y no se sabe qué es ni a qué ley obedece, pero está ahí y se nota.

Para intentar aclarar su naturaleza se están preparando media docena de cámaras astronómicas especiales. Una estará lista el año próximo. La están haciendo en EE.UU. y los astrónomos captarán con ella unos 300 millones de galaxias, algunas tan antiguas que emitieron la luz que ahora llega a la Tierra cuando el universo acababa de empezar, pocos miles de millones de años después del Big Bang. Se llama Dark Energy Camera y en el proyecto participan especialistas de varios países, incluida España.

Nuestro objetivo principal es determinar la naturaleza de la energía oscura“, explicó recientemente en el Centro Pedro Pascual de Benasque (Huesca) Josh Frieman, director del proyecto DES, que está haciendo la cámara estadounidense. “La energía oscura tiene dos efectos en los que nos basaremos para investigar su naturaleza: acelera la expansión del universo y modifica la velocidad a la que se forman las galaxias, y esto, a su vez, afecta al número de galaxias y a su distribución en el espacio. Así pues, contando las galaxias y midiendo su distribución obtendremos pistas sobre qué es”.

Esa aceleración fue, efectivamente, la primera pista que encontraron dos equipos de astrónomos hace 12 años. Hasta ese momento, la cosmología venía a decir que el universo, que está en expansión desde hace 13.700 millones de años, se expandiría cada vez más despacio debido a la atracción gravitatoria de su propia materia. Pero en 1998, se descubrió que en realidad está pasando justo lo contrario: que el cosmos se expande ahora más deprisa que antes. ¿Cómo es posible? ¿Qué es lo que provoca este fenómeno? Nadie tiene la respuesta y, mientras tanto, más observaciones han confirmado esa aceleración. Por si la cosa fuera poco extraña, resulta que en los primeros 8.000 millones de años la expansión se fue ralentizando, como cabía esperar, debido a la atracción gravitatoria de su propia materia, pero después la cosa cambió y empezó a acelerarse.

La respuesta está en la energía oscura, una misteriosa fuerza antigravitatoria, de manera que, cuando el universo era joven dominó la gravedad, pero con el tiempo, la materia se había dispersado lo suficiente para que disminuyera esa atracción entre galaxias y empezó a dominar la energía oscura, una fuerza repulsiva que supera a la atracción de la gravedad y hace que las galaxias se alejen entre sí más deprisa”, explica Kristine Crane en la revista Symmetry.

Las explicaciones a este fenómeno se buscan en varias direcciones, incluida la idea de Albert Einstein de una constante cosmológica que tendría precisamente ese efecto de repulsión gravitatoria y que él mismo rechazó. Otra hipótesis, por ejemplo, recurre a una dimensión espacial extra para acelerar la expansión.

La cámara DES que se fabrica en EE.UU. (en Fermilab, Chicago) verá más galaxias a grandes distancias en el universo que ningún otro programa de observación hasta ahora, afirman sus responsables. Tomará datos de supernovas lejanas (lo que informa acerca de la distancia de las galaxias en las que están), sobre los grupos de galaxias a gran escala y su abundancia, y sobre la curvatura de la trayectoria de la luz que provocan. “Vamos a cartografiar la distribución de las galaxias desde la situación actual hasta el universo de cuando tenía unos pocos miles de millones de años“, dice Joe Mohr en Symmetry.

Del universo primitivo, de cuando tenía solo unos 380.000 años, los cosmólogos tienen ya mapas, el último el que ha sacado el telescopio Planck, de la Agencia Europea del Espacio. Y ha sido el estudio de la radiación de ese universo primitivo lo que ha permitido calcular que la energía oscura supone el 72% del cosmos, mientras que el resto es materia ordinaria (5%) y materia oscura (23%).

La cámara DES (con participación de 120 expertos de EE.UU., Brasil, España y Reino Unido), cuesta 39 millones de euros y tiene 74 detectores CCD (cada uno de 3×6 centímetros) montados sobre una placa de medio metro de diámetro. Para ver la luz infrarroja los sensores funcionarán a cien grados bajo cero. Cuando esté terminada se instalará en un telescopio en Chile.

“En el DES participamos españoles de varias instituciones”, señala Juan García-Bellido, físico teórico de la Universidad Autónoma de Madrid, citando también al Ciemat, al Instituto de Física Altas Energías (Barcelona) y al Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña. “Además, en esos centros se están haciendo componentes importantes de la cámara, como la electrónica de transmisión de señales desde los CCD al registro de datos y parte del sistema de criogenia”. Pero los españoles también están desarrollando otra cámara similar a la de DES, “que tendrá mayor resolución y con un mayor número de filtros”, explica García Bellido. Se trata de un proyecto de detección de energía oscura que ha sufrido reajustes de personal y de objetivos.

A los científicos se les han ocurrido también otras estrategias para abordar la energía oscura, como estudiar el llamado efecto BAO (oscilación acústica bariónica), y están ya diseñando, también en EE.UU., otro detector específico.

Autor:   Alicia Rivera

 

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