¡Nuestro Universo y sus misterios!

una visión plausible del Universo es que hay una y solo una forma para las constantes y leyes de la Naturaleza.  Los Universos son trucos difíciles de hacer, y cuanto más complicados son, más piezas hay que encajar. Los valores de las constantes de la naturaleza determinan a su vez que, los elementos naturales de la tabla periódica, desde el Hidrógeno número 1 de la tabla, hasta el uranio, número 92, sean los que son y no otros.  Precisamente, por ser las constantes y leyes naturales como son y tener los valores que tienen, existe el Nitrógeno, el Carbono o el Oxígeno.

Esos 92 elementos naturales de la Tabla periódica componen toda la materia bariónica (que vemos y detectamos) del Universo.  Hay más elementos como el Plutonio o el Einstenio, pero son los llamados transuránicos y son artificiales.

Hay varias propiedades sorprendentes del Universo astronómico que parecen ser cruciales para el desarrollo de la vida en el Universo.  Estas no son constantes de la Naturaleza en el sentido de la constante de estructura fina o la masa del electrón.  Incluyen magnitudes que especifican cuán agregado está el Universo, con que rapidez se está expandiendo y cuánta materia y radiación contiene.  En última instancia, a los cosmólogos les gustaría explicar los números que describen estas “constantes astronómicas” (magnitudes).  Incluso podrían ser capaces de demostrar que dichas “constantes” están completamente determinadas por los valores de las constantes de la Naturaleza como la constante de estructura fina.  ¡¡El número puro y adimensional, 137!!

Las características distintivas del Universo que están especificadas por estas “constantes” astronómicas desempeñan un papel clave en la generación de las condiciones para la evolución de la complejidad bioquímica.  Si miramos más cerca la expansión del Universo descubrimos que está equilibrada con enorme precisión.  Está muy cerca de la línea divisoria crítica que separa los universos que se expanden con suficiente rapidez para superar la atracción de la gravedad y continuar así para siempre de aquellos otros universos en los que la expansión finalmente se invertirá en un estado de contracción global y se dirigirán hacia un Big Grunch cataclísmico en el futuro lejano.  El primero de estos modelos es el Universo abierto que será invadido por el frío absoluto y, el segundo modelo es  el del Universo cerrado que termina en una bola de fuego descomunal.

Todo dependerá de cual sea el valor de la Densidad de materia.

Algunos números que definen nuestro universo

De hecho, estamos tan cerca de esta divisoria crítica que nuestras observaciones no pueden decirnos con seguridad cuál es la predicción vaída a largo plazo.  En realidad,  es la estrecha proximidad del a expansión a la línea divisoria lo que constituye el gran misterio: a priori parece altamente poco probable que se deba al azar.  Los universos que se expanden demasiado rápidamente son incapaces de agregar material para la formación de estrellas y Galaxias, de modo que no pueden formarse bloques constituyentes de materiales necesarios para la vida compleja.  Por el contrario, los universos que se expanden demasiado lentamente terminan hundiéndose antes de los miles de millones de años necesarios para que se tomen las estrellas.

Sólo universos que están muy cerca de la divisoria crítica pueden vivir el tiempo suficiente y tener una expansión suave para la formación de estrellas y planetas… y ¡vida!

No es casual que nos  encontremos viviendo miles de millones de años después del comienzo aparente de la expansión del Universo y siendo testigos de un estado de expansión que está muy próximo a la divisoria que marca la “Densidad Crítica”.

El hecho de que aún estemos tan próximos a  esta divisoria crítica, después de algo más de trece mil millones de años de expansión, es verdaderamente fantástico.  Puesto que cualquier desviación respecto a la divisoria crítica crece continuamente con el paso del tiempo, la expansión debe haber empezado extraordinariamente próxima a la divisoria para seguir hoy tan cerca (no podemos estar exactamente sobre ella).

Pero la tendencia de la expansión a separarse de la divisoria crítica es tan solo otra consecuencia del carácter atractivo de la fuerza gravitatoria.  Está claro con solo mirar el diagrama dibujado en la página anterior que los universos abiertos y cerrados se alejan más y más de la divisoria crítica a medida que avanzamos en el tiempo.  Si la gravedad es repulsiva y la expansión se acelera, esto hará, mientras dure, que la expansión se acerque cada vez más a la divisoria crítica.  Si la inflación duró el tiempo suficiente, podría explicar por qué nuestro Universo visible está aún tan sorprendentemente próximo a la divisoria crítica. Este rasgo del Universo que apoya la vida debería aparecer en el Big Bang sin necesidad de condiciones de partida especiales

Podemos concretar de manera muy exacta con resultados fiables de los últimos análisis de los datos enviados por WMAP.  Estos resultados muestran un espectro de fluctuaciones gaussiano y (aproximadamente) invariante frente a escala que coincide con las predicciones de los modelos inflacionarios más generales.

El Universo estaría compuesto de un 4 por 100 de materia bariónica, un 23 por 100 de materia oscura no bariónica y un 73 por 100 de energía oscura.  Además, los datos dan una edad para el Universo que está en 13’7 ± 0’2 ×10⁹ años, y un tiempo de 379 ± 8×10³ años para el instante en que se liberó la radiación cósmica de fondo.  Otro resultado importante es que las primeras estrellas se formaron solo 200 millones de años después del Big Bang, mucho antes de lo que se pensaba hasta ahora.  Todavía no se han hecho públicos los resultados del análisis de una segunda serie de datos, pese a que su aparición estaba prevista para mayo de 2004

emilio silvera

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