{"id":115094,"date":"2009-03-24T06:39:00","date_gmt":"2009-03-24T06:39:00","guid":{"rendered":"http:\/\/weblogs.madrimasd.org\/\/astrofisica\/archive\/2009\/03\/24\/115094.aspx"},"modified":"2009-03-24T06:39:00","modified_gmt":"2009-03-24T06:39:00","slug":"el-universo-al-descubierto-conceptos-basicos-de-cosmologia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/astrofisica\/2009\/03\/24\/115094","title":{"rendered":"EL UNIVERSO AL DESCUBIERTO: CONCEPTOS B\u00c1SICOS DE COSMOLOG\u00cdA"},"content":{"rendered":"
Hector Ot\u00ed Floranes
LAEX-CAB <\/p>\n

Hace unos meses, di con un art\u00edculo de divulgaci\u00f3n que, al fin, aclaraba de una forma sencilla y llana un tema controvertido y complicado: Cosmolog\u00eda. \u00c9sta es una rama de la Astronom\u00eda que estudia la evoluci\u00f3n del universo como un todo y tiene como pilar fundamental la Teor\u00eda de la Relatividad de Einstein. Muchas ideas y comentarios, incluso de astr\u00f3nomos, acerca de puntos clave de la Cosmolog\u00eda son oscuros, cuando no falsos. Por ello, Charles Lineweaver y Tamara M. Davis, a la saz\u00f3n miembros del Mount Stromlo Observatory (Australia), elaboraron en 2005 este art\u00edculo de divulgaci\u00f3n (\u00abCosmology misconceptions about the big bang\u00bb) que trata de verter luz sobre las consecuencias que el actual Modelo Cosmol\u00f3gico acarrea. No es f\u00e1cil dar con un texto tan claro y directo, por eso hemos decidido compartirlo con vosotros. He aqu\u00ed un resumen del mismo: <\/div>\n

<\/p>\n

1) Big Bang: El universo se form\u00f3 cuando toda la materia y la energ\u00eda, que se encontraban concentradas en un punto, sufrieron una explosi\u00f3n llamada Big Bang (Gran Explosi\u00f3n). No cabe preguntar qu\u00e9 hab\u00eda antes de ella, ni tampoco creer que el universo estaba vac\u00edo salvo por la peque\u00f1a bola de materia-energ\u00eda que estallar\u00eda despu\u00e9s: tanto el espacio como el tiempo se formaron tras la explosi\u00f3n; no fue una explosi\u00f3n en el espacio, sino del espacio-tiempo; ocurri\u00f3 en todos los puntos, en la habitaci\u00f3n en la que le\u00e9is esta entrada del blog, en Alfa Centauri, en la cercana galaxia Andr\u00f3meda, etc. El universo, materia, energ\u00eda, tiempo, espacio, formaba un todo que estall\u00f3. Una de las pruebas de tal evento es el Fondo C\u00f3smico de Microondas (FCM), radiaci\u00f3n residual emitida en la explosi\u00f3n. <\/p>\n

<\/p>\n

Tanto el tiempo y el espacio aparecen con el Big Bang. No exite un \u00abantes\u00bb. (Cr\u00e9dito: Lineweaver & Davis 2005) <\/p>\n

2) El universo se expande: La analog\u00eda con la que se suele explicar este dif\u00edcil concepto es la siguiente: supongamos que existe una raza alojada en la superficie de un globo que se va hinchando. A medida que esto sucede, los habitantes de ese universo se dan cuenta de que las distancias aumentan: miden el tiempo de viaje de un punto A a otro B, y constatan que este tiempo se va haciendo mayor a cada momento. Saben que A y B no se encuentran en movimiento, pero la distancia entre ambos crece. Por tanto, llegan al convencimiento de que el universo de dos dimensiones en el que viven se est\u00e1 expandiendo. Pues bien, eso notamos los humanos: las galaxias se alejan de la nuestra, la V\u00eda L\u00e1ctea. Estudiando el movimiento relativo al FCM, sabemos que el aumento de las distancias no se debe a movimiento per se. La conclusi\u00f3n es que, efectivamente, el universo se expande. Observadores en todas las galaxias observan el mismo alejamiento, al igual que todos los habitantes del globo, pues no hay un centro del que se aleja todo: todos los puntos se alejan del resto. <\/p>\n

3) No hay una cuarta dimensi\u00f3n espacial: La analog\u00eda del globo es buena para ayudar a comprender la expansi\u00f3n del universo, pero hay que tener claro que, as\u00ed como un globo com\u00fan (una superficie de dos dimensiones) necesita una tercera dimensi\u00f3n en la cual expandirse, la Relatividad General de Einstein (que explica la evoluci\u00f3n del universo con tres dimensiones espaciales) no requiere una cuarta dimensi\u00f3n espacial para que tal expansi\u00f3n sea posible. Este punto es muy poco intuitivo. <\/p>\n

4) Corrimiento al rojo: El pertinaz alejamiento de las galaxias puede ser medido gracias al famoso corrimiento al rojo: los fotones (luz) emitidos por \u00e9stas son \u00abestirados\u00bb durante el transcurso de su viaje debido a la expansi\u00f3n del universo. Por ello, el valor de la longitud de onda de esos fotones medido por nosotros es mayor que el valor con el que fueron emitidos. Tal \u00abestiramiento\u00bb nos da el valor de la distancia a la galaxia que emiti\u00f3 esos fotones. Un error com\u00fan es considerar este corrimiento al rojo fruto del efecto Doppler causado por un movimiento relativo de las galaxias. As\u00ed, existen personas -entre ellas astr\u00f3nomos- que persisten en creer que el \u00abestiramiento\u00bb de los fotones se debe a un efecto cinem\u00e1tico (como el \u00abestiramiento\u00bb que sufren las ondas de una sirena de ambulancia que se aleja de nosotros y cambia su sonido aparente) causado por un hipot\u00e9tico movimiento de recesi\u00f3n de las galaxias. Como ya hemos dicho, la distancia entre las galaxias crece debido a la expansi\u00f3n del universo, y no a un movimiento convencional; y lo que es m\u00e1s: cuanto m\u00e1s alejadas est\u00e1n, m\u00e1s r\u00e1pidamente crece la distancia, es decir, las galaxias m\u00e1s lejanas se alejan m\u00e1s r\u00e1pidamente. <\/p>\n

5) Velocidad de recesi\u00f3n: El crecimiento de las distancias a las galaxias puede ser asociado a una velocidad, aun cuando no se trate de un movimiento, tal y como hemos dicho. Esta velocidad se denomina velocidad de recesi\u00f3n y se obtiene a partir del valor del corrimiento al rojo de cada galaxia. Quiz\u00e1 sea su empleo una dificultad a la hora de discernir entre movimiento y expansi\u00f3n, pero una prueba fundamental de que esta velocidad no es una velocidad al uso es que puede tener un valor superior al de la luz sin desafiar la Teor\u00eda de la Relatividad, ya que no representa ning\u00fan movimiento. <\/p>\n

<\/p>\n

Los fotones de las galaxias alejadas son estirados durante su viaje hasta nosotros a trav\u00e9s del espacio. Este estiramiento es el conocido corrimiento al rojo cosmol\u00f3gico y se debe a la expansi\u00f3n del universo, no a al movimiento de las galaxias con respecto a la V\u00eda L\u00e1ctea. (Cr\u00e9dito: Lineweaver & Davis 2005) <\/p>\n

6) Comportamiento local: Algunas galaxias cercanas no siguen la tendencia descrita, pues su distancia a nosotros puede decrecer en lugar de aumentar. \u00c9stas son las galaxias cercanas y que forman parte del llamado Grupo Local, al que pertenece la V\u00eda L\u00e1ctea. De la misma forma, el Grupo Local forma parte de un conjunto de galaxias a\u00fan mayor llamado Superc\u00famulo de Virgo. El hecho de que las galaxias que componen estos conjuntos no se alejan entre s\u00ed debido a la expansi\u00f3n del universo, se debe a que, por encima de \u00e9sta, prima la atracci\u00f3n gravitatoria entre ellas. Volviendo a la analog\u00eda del globo, es como si los miembros de la raza pobladora de \u00e9ste hubiesen construido unas casas no ancladas al suelo y atadas entre s\u00ed por cadenas, de forma que la expansi\u00f3n no causase un imparable distanciamiento de sus moradas. En nuestro caso, esas cadenas son la fuerza gravitatoria, que mantiene las galaxias confinadas en un recinto no creciente. La atracci\u00f3n gravitatoria de nuestro superc\u00famulo no afecta a galaxias m\u00e1s alejadas de cierto l\u00edmite, ya que su valor decrece con la distancia, por lo que se alejan irremediablemente de nosotros. Un comportamiento similar siguen los c\u00famulos alejados del nuestro. Cabe entonces distinguir entre comportamiento local (atracci\u00f3n) y comportamiento global (expansi\u00f3n). <\/p>\n

7) Expansi\u00f3n acelerada: Uno de los \u00faltimos hitos en Cosmolog\u00eda es el descubrimiento de que la expansi\u00f3n se est\u00e1 acelerando, esto es, el crecimiento de las distancias entre las galaxias es cada vez mayor. Para explicar esta aceleraci\u00f3n, se ha recurrido a la idea de la energ\u00eda oscura, un tipo de energ\u00eda repartida en el universo cuyo efecto neto es opuesto al de la gravedad. <\/p>\n

8) \u00bfSe expande tambi\u00e9n la V\u00eda L\u00e1ctea?: Una de las creencias err\u00f3neas acerca de la expansi\u00f3n es que la V\u00eda L\u00e1ctea terminar\u00e1 sucumbiendo ante el \u00abestiramiento\u00bb producido por la expansi\u00f3n del universo, desgarr\u00e1ndose ante el empuje de \u00e9sta. Como acabamos de explicar, a nivel local domina la atracci\u00f3n gravitatoria, pues la aceleraci\u00f3n de la tasa de expansi\u00f3n del universo es muy inferior a la necesaria para destruir el sistema en el que vivimos: se sabe que la \u00abfuerza\u00bb causada por la expansi\u00f3n en la superficie terrestre y que nos empuja fuera del planeta es 30 \u00f3rdenes de magnitud menor que la que causa la Tierra y nos ancla a ella. Ahora bien, se desconoce si la aceleraci\u00f3n de la tasa de expansi\u00f3n es constante o puede aumentar con el tiempo. De ser as\u00ed, alg\u00fan lejano d\u00eda los componentes del Superc\u00famulo de Virgo, luego los del Grupo Local y por \u00faltimo los de la V\u00eda L\u00e1ctea, se separar\u00e1n del resto, alej\u00e1ndose indefinidamente, pasando a ser cuerpos solitarios destinados a descomponerse en nubes de gas a causa de \u00e9ste efecto. <\/p>\n

Esperamos que esta entrada haya podido arrojar algo de luz sobre este intrincado -y demasiadas veces confuso- tema. <\/p>\n

ENLACES:<\/b> <\/p>\n