Dic
20
Hallazgos que no saben explicar
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Astronomía y Astrofísica ~
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Simulación de galaxias y gases en el universo. Dentro del gas en los filamentos (azules) que conectan las galaxias (anaranjadas) se esconden bolsas raras de gas prístino, vestigios del Big Bang que de alguna manera han quedado huérfanos de las explosivas y contaminantes muertes de estrellas, que se ven aquí como ondas de choque circulares alrededor de puntos naranjas – TNG
Descubren un auténtico fósil del Big Bang flotando en el Espacio.
La nube de gas formada en los inicios del Universo ha sido descubierta por un potente telescopio desde Hawái. Solo se conocen otras dos iguales en el Cosmos
Astrónomos que utilizan el telescopio óptico más poderoso del mundo, el Observatorio WM Keck en Maunakea (Hawái), han descubierto una auténticareliquia cósmica. Se trata de una rarísima nube de gas, huérfana después del Big Bang, que puede ofrecer nueva información sobre cómo se formaron las primeras galaxias del Universo. Solo se conocen otros dos «fósiles» astronómicos como este.
El descubrimiento [Puedes leer una prepublicación del estudio aquí]de un fósil tan raro resulta algo espectacular. «En todos los lugares donde miramos, el gas en el universo está contaminado por el desperdicio de elementos pesados de las estrellas en explosión», dice Fred Robert, de la Universidad de Tecnología de Swinburne. «Pero esta nube en particular parece prístina, no contaminada por estrellas, incluso 1.500 millones de años después del Big Bang», añade.
Según explica el investigador, si la nube tiene elementos pesados, deben de ser menos de 10.000 veces la proporción que vemos en nuestro Sol. Esto es algo extremadamente bajo, por lo que, a su juicio, la explicación más convincente es que es «una verdadera reliquia del Big Bang».
Robert y su equipo utilizaron los instrumentos del Observatorio Keck para observar el espectro de un quásar detrás de la nube de gas. El quásar, que emite un resplandor brillante de material que cae en un agujero negro supermasivo, proporciona una fuente de luz contra la cual se pueden ver las sombras espectrales del hidrógeno en la nube de gas.
«Nos dirigimos a quásares donde investigadores anteriores solo habían visto sombras de hidrógeno y no de elementos pesados en espectros de menor calidad», dice Robert. «Esto nos permitió descubrir un fósil tan raro rápidamente».
Otras dos nubes originales
Las únicas otras dos nubes fósiles conocidas fueron descubiertas en 2011. «Las dos primeros fueron descubrimientos fortuitos, y pensamos que eran la punta del iceberg. Pero nadie ha descubierto algo similar, son claramente muy raras y difíciles de ver. Es fantástico descubrir finalmente una sistemáticamente», dice John O’Meara, científico jefe el Observatorio Keck y que ha participado en los tres hallazgos.
«Ahora es posible inspeccionar estas reliquias fósiles del Big Bang», dice Michael Murphy, también coautor del estudio. «Eso nos dirá exactamente qué tan raros son y nos ayudará a comprender cómo se formaron algunas estrellas y galaxias con gas en el universo temprano y por qué algunas no lo hicieron».
Hasta aquí el reportaje:
No debemos asombrarnos por nada que podamos encontrar en el Universo. Para no ir más lejos, recientemente se han detectado a catorce galaxias que se funden en un abrazo para convertirse en una gran galaxia supergigante.
Dicen:
“La inminente colisión, ocurrida a 12.400 millones de años luz, dará lugar a uno de los objetos más grandes del Universo.”
Resulta increíble pensar que algo tan colosal podría haberse formado tan temprano en la historia del Universo, pero así es. Un equipo internacional de astrónomos ha sido testigo de los inicios de una gigantesca aglomeración cósmica, la inminente colisión de catorce jóvenes galaxias ocurrida cuando el Universo tenía solo 1.400 millones de años, una décima parte de su edad actual.
Dic
19
¿La Naturaleza? ¡La maravilla de las “mil” maravillas!
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Astronomía y Astrofísica ~
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Es curioso como en el Universo las cosas tienden a repetirse. La Naturaleza tiene sus leyes para crear las cosas de la manera más sencilla y económica posible y siempre, tiende a ser práctica dando formas que contribuyen a la estabilidad individual y de conjunto. Son esféricos los mundos, tienen forma de inmensos platillos volantes las galaxias, podemos ver como las inmensas nebulosas se esparcen por el espacio interestelar formando nuevas estrellas y ese suceso se repite una y otra vez en nuestra Galaxia y en todas las demás. Todo es fruto de dos fuerzas contrapuestas que hace estable las cosas: Un átomo tiene el núcleo con los protones cargados positivamente y, la presencia de electrones con la misma carga negativa, hace posible que existan y se puedan unir para formar moléculas y éstas a su vez para formar cuerpos.
Que un planeta tenga lunas
Siempre está presente el hecho de que pueda ocurrir un suceso en particular. Generalmente consideramos a la probabilidad como un axioma matemático que estima la tendencia que tiene algo a ocurrir en el universo físico. Pero la probabilidad es algo que existe en la naturaleza, embebida en las fluctuaciones cuánticas. Esto, en otras palabras, significa que al tirar una moneda al aire, o al realizar cualquier acción, detonamos un proceso cuántico a nivel molecular que es el que determina de que lado cae. Lo interesante aquí es que se plantea que el mundo cuántico, con todas sus extrañas propiedades, define cualquier situación de la realidad macroscópica.
No pocas veces hemos oído decir que el Universo surgió de una fluctuación del vacío, de la nada, y, lo cierto es que si surgió es porque había. Nada puede surgir de la NADA. Hay que prestar atención a lo que llamamos fluctuaciones que son desviaciones aleatorias en el valor de una cantidad sobre un valor medio. En todos los sistemas descritos por la mecánica cuántica aparecen las fluctuaciones, llamadas las fluctuaciones cuánticas -incluso en el cero absoluto de temperatura termodinámica como resultado del Principio de Indeterminación o Incertidumbre de Heisenberg-.
Un ejemplo de fluctuaciones nos lo ofrece la nebulosa Boomerang, ubicada a 5.000 años luz de la Tierra en la constelación de Centaurus, tiene una temperatura en centígrados de -272º C, algo absolutamente inimaginable en términos terrestres. Las nebulosas planetarias, son estrellas nuestro Sol, pero quese encuentran en las fases finales de su vida y que han perdido ya sus capas exteriores. En el caso de la Boomerang, se trata de una nebulosa preplanetaria, inmediatamente antes de la fase planetaria con lo cual todavía no está ni siquiera lo suficientemente caliente como emitir radiación ultravioleta.
En cualquier sistema por encima del cero absoluto se presentan las fluctuaciones, llamadas fluctuaciones térmicas. Es necesario tener en cuenta las fluctuaciones para obtener una teoría cuantitativa de las transiciones de fase en tres dimensiones. Las fluctuaciones cuánticas pudieron ser las responsables de la formación de estructuras en el universo primitivo.
Podemos hablar de transiciones de fase al referirnos a las características de un sistema y los cambios que allí se producen. Algunos ejemplos de transiciones de fase son los cambios de sólidos a líquidos, líquido a gas y los cambios inversos. Otros ejemplos de transiciones de fase incluyen la transición de un paramagneto a un ferromagneto y la transición de un metal conductor normal a superconductor. Las transiciones de fase pueden ocurrir al alterar variables como la temperatura y la presión. Un ejemplo de transición de fase a “cámara lenta” -por lo que suele tardar-, es ver como una estrella como nuestro Sol, se convierte en gigante roja primero y en enana blanca después. Existen transiciones prohíbidas que, sin embargo, cuando el acoplamiento espín-órbita es tenido en cuenta… ¡se vuelven permitidas!, aumentando su intensidad con la intensidad del acoplamiento espín-órbita. Pero eso, es otra historia.
La materia siempre está implicada cuando hablamos de fluctuaciones
¡Tiene y encierra tantos misterios la materia!…, que estamos aún y años-luz de saber y conocer sobre su verdadera naturaleza. Es algo que vemos en sus distintas formas materiales que configuran y conforman todo lo material las partículas elementales hasta las montañas y los océanos. Unas veces está en estado “inerte” y otras, se eleva hasta la vida que incluso, en ocasiones, alcanza la consciencia de SER. Sin embargo, no acabamos de dilucidar de dónde viene su verdadero origen y que era antes de “ser” materia. ¿Existe acaso una especie de sustancia cósmica anterior a la materia? Y, si realmente existe esa sustancia… ¿Dónde está?
Nos podríamos preguntar miles de cosas que no sabríamos contestar. Nos maravillan y asombran fenómenos naturales que ocurren ante nuestros ojos pero que tampoco sabemos, en realidad, a que son debidos. Sí, sabemos ponerles etiquetas , por ejemplo, la fuerza nuclear débil, la fisión espontánea que tiene lugar en algunos elementos como el protactinio o el torio y, con mayor frecuencia, en los elementos que conocemos como transuránicos.
A medida que los núcleos se hacen más grandes, la probabilidad de una fisión espontánea aumenta. En los elementos más pesados de todos (einstenio, fermio y mendelevio), esto se convierte en el método más importante de ruptura, sobrepasando a la emisión de partículas alfa.
¡Parece que la materia está viva!
¿Y la Luz, qués es la Luz? Dicen que el día que sepamos descubrir los misterios que encierran el electrón(e–) -electromagnetismo-, el fotón -c la velocidad de la luz en el vacío –relatividad– y, el cuanto de Planck (h), la constante de Planck, ese día, se habrá conseguido despejar los más grandes misterios de la Naturaleza que están profundamente escondidos en lo que se llama alfa (α), la constante de estructura fina 1/137. Otra vez el dichoso número 137 puro y adimensional, un número que no lo inventaron los hombres y que está en la Naturaleza tal cual, cargado de mensajes que debemos desvelar.
Muchas son las cosas que hemos podido llegar a saber pero…, muchas más son las que desconocemos. Sabemos que el electrón y el positrón son notables por sus pequeñas masas (sólo 1/1.836 de la del protón, el neutrón, el antiprotón o antineutrón), y, por tal motivo, han sido denominados leptones (de la voz griega lepto que significa “delgado”). Sin embargo y a pesar de su aparente insignificancia, el electrón es tan importante para nosotros que, simplemente con que su carga variara una diezmillonésima, ¡los átomos no se podrían formar! Y, en ese caso, ¿Qué universo sería el nuestro?
Aunque el electrón fue descubierto en 1.897 por el físico británico Josepth John Thomson (1856-1940), el problema de su estructura, si la hay, no está resuelto. Conocemos su masa y su carga negativa que responden a 9,1093897 (54)x10-31kg la primera y, 1,602 177 33 (49)x10-19 culombios, la segunda, y también su radio clásico. No se ha descubierto aún ninguna partícula que sea masiva que el electrón (o positrón) y que lleve una carga eléctrica, sea lo que fuese (sabemos como actúa y cómo medir sus propiedades, pero aun no sabemos qué es), tenga asociada un mínimo de masa, y que es la que se muestra en el electrón.
Lo cierto es que, el electrón, es una maravilla en sí mismo. El Universo no sería como lo conocemos si el electrón (esa cosita “insignificante”), fuese distinto a como es, bastaría un cambio infinitesimal para que, por ejemplo, nosotros no pudiéramos estar aquí .
(“Aunque no se trata propiamente de la imagen real de un electrón, un equipo de siete científicos suecos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Lund consiguieron captar en vídeo por primera vez el movimiento o la distribución energética de un electrón sobre una onda de luz, tras ser desprendido previamente del átomo correspondiente.
Previamente dos físicos de la Universidad Brown habían mostrado películas de electrones que se movían a través de helio líquido en el International Symposium on Quantum Fluids and Solids del 2006. Dichas imágenes, que mostraban puntos de luz que bajaban por la pantalla fueron publicadas en línea el 31 de mayo de 2007, en el Journal of Low Temperature Physics.
En el experimento que nos ocupa y dada la altísima velocidad de los electrones el equipo de investigadores ha tenido que usar una nueva tecnología que genera pulsos cortos de láser de luz intensa (“Attoseconds Pulses”), habida que un attosegundo equivalente a la trillonésima parte de un segundo”.)
¡No por pequeño, se es insignificante! Recordémoslo, todo lo grande está hecho de cosas pequeñas.
En realidad, existen partículas que no tienen en absoluto asociada en ellas ninguna masa (es decir, ninguna masa en reposo). Por ejemplo, las ondas de luz y otras formas de radiación electromagnéticas se comportan como partículas (Einstein en su efecto fotoeléctrico y De Broglie en la difracción de electrones.) lo dejaron bien explicado.
Imagen ilustrativa de lo que pretender ser la dualidad onda-partícula, en el cual se puede ver (según se cree) cómo un mismo fenómeno puede tener dos percepciones distintas. Esta manifestación en de partículas de lo que, de ordinario, concebimos como una onda se denomina fotón, de la palabra griega que significa “luz”.
El fotón tiene una masa de 1, una carga eléctrica de 0, pero posee un espín de 1, por lo que es un bosón. ¿Cómo se puede definir lo que es el espín? Los fotones toman parte en las reacciones nucleares, pero el espín total de las partículas implicadas antes y después de la reacción deben permanecer inmutadas (conservación del espín). La única que esto suceda en las reacciones nucleares que implican a los fotonesradica en suponer que el fotón tiene un espín de 1. El fotón no se considera un leptón, puesto que este termino se reserva para la familia formada por el electrón, el muón y la partícula Tau con sus correspondientes neutrinos: Ve, Vu y VT.
Existen razones teóricas para suponer que, cuando las masas se aceleran (como cuando se mueven en órbitas elípticas en torno a otra masa o llevan a cabo un colapso gravitacional), emiten energía en forma de ondas gravitacionales. Esas ondas pueden así mismo poseer aspecto de partícula, por lo que toda partícula gravitacional recibe el de gravitón.
La fuerza gravitatoria es mucho, mucho más débil que la fuerza electromagnética. Un protón y un electrón se atraen gravitacionalmente con sólo 1/1039 de la fuerza en que se atraen electromagnéticamente. El gravitón (aún sin ) debe poseer, correspondientemente, menos energía que el fotón y, por tanto, ha de ser inimaginablemente difícil de detectar.
Tenemos que volver a los que posiblemente son los objetos más misteriosos de nuestro Universo: Los agujeros negros. Si estos objetos son lo que se dice (no parece que se pueda objetar nada en contrario), seguramente serán ellos los que, finalmente, nos faciliten las respuestas sobre las ondas gravitacionales y el esquivo gravitón.
Imagen de un agujero negro en el núcleo de una galaxia arrasando otra próxima- NASA
La onda gravitacional emitida por el agujero negro produce una ondulación en la curvatura del espacio-temporal que viaja a la velocidad de la luz transportada por los gravitones. Tenemos varios proyectos en marcha de la NASA y otros Organismos oficiales que buscan las ondas gravitatorias de los agujeros negros, de colisiones estrellas de neutrones y de otras fuentes análogas que, según se cree, nos hablará de “otro universo”, es decir, nos dará información desconocida y sabremos “ver” un universo distinto… ¡El reflejado por las ondas elecromagnéticas! que es el que ahora no conocemos.
¡Sorpresa!

El físico Stephen Hawking da una rueda de prensa ante los medios gallegos en el Porta do Camiño en su visita a Santiago de Compostela (A Coruña). / Andres Fraga
“Stephen Hawking y los agujeros negros están indisolublemente ligados. No es que los descubriera él, ni mucho menos, pero sus investigaciones e importantes aportaciones sobre estos exóticos objetos predichos teóricamente y detectados (por sus efectos) en el universo, se remontan a trabajos clave de hace más de cuatro décadas. Ahora afirma que no existen los agujeros negros, al menos como se entienden habitualmente. En su momento presentó un artículo, una prepublicación que aún no ha pasado el proceso normal de revisión científica, pero que inmediatamente ha ganado notoriedad. Lo firma él solo, tiene cuatro páginas (una de presentación, dos de argumento y la última de referencias) y lleva un título extraño:Conservación de la información y predicción meteorológica para los agujeros negros. Los físicos presentan habitualmente sus artículos en la web arXiv, donde son públicos, antes de someterlos al proceso de evaluación de expertos obligado su la publicación oficial.”
Lo cierto es que, sería una enorme decepción si se confirmara que los Agujeros Negros no existe. Es mucho lo que de ellos se ha escrito y muchas las horas y estudios e investigaciones que han sido realizadas acerca de estos exóticos objetos del Universo. Me pasa con ésta noticia como con aquella en la que alguien decía que el fotón no existía, o, que los electrones corrían más que los fotones. Ambas noticias, la del fotón y la del agujero negro, me parecen disparatadas, ya que, si no existen lo fotones ¿que es la Luz? y, cuál es el cuanto o bosón intermediario del electromagnetiusmo? Y, en relación a los agujeros negros, ¿en qué se convierte una estrella masiva al final de su vida? ¿Qué hay más allá de las estrellas de neutrones? ¿Qué son esos focos de radiación que se detectan en el centro de las galaxias y que atraen hacia ellos descomunales cantidades de materia? ¡Parece que empezamos a desvariar!
Tendré que leer el artículo del Señor Hawking pero… ¡Tengo mis dudas de que acierte en sus predicciones!
emilio silvera
Dic
17
Está claro… ¡Si no sabemos… Conjeturamos!
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Astronomía y Astrofísica ~
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Recreación de un agujero blanco – Archivo
¿Hemos detectado ya agujeros blancos y no los hemos reconocido?
Según el físico Carlo Rovelli, la materia oscura podría estar hecha de esos fenómenos cósmicos (hasta ahora teóricos) que expulsan materia
A principios de la pasada década de los setenta, casi nadie creía en la existencia de los agujeros negros. Ni siquiera las numerosas detecciones indirectas (materia cayendo dentro de ellos) lograba convencer a los científicos de su existencia. Físicos de la talla de Steven Weinberg se negaban en rotundo a admitir que esas “aberraciones teóricas” pudieran ser reales, incluso después del descubrimiento, en 1964, de Cisne X1, objeto de encendidas polémicas y también de la famosa apuesta entre Stephen Hawking, que a pesar de sus creencias optó por sostener que no se trataba de un agujero negro, y su colega Kip Thorne, que apostó lo contrario. Tuvieron que pasar varias décadas hasta que se pudo probar con total certeza que, efectivamente, en el sistema binario Cisne X1 había un agujero negro, que se convirtió así en el primero descubierto por el hombre. Hoy en día, existen numerosas evidencias de que el Universo está repleto de ellos.
En su libro el Orden del Tiempo llega a preguntarse ¿Y si el Tiempo no existiera?
Y ahora, según explica en un magistral artículo divulgativo en New Scientist el físico teórico Carlo Rovelli, de la Universidad francesa de Aix-Marseille, podría estar sucediendo lo mismo con unos objetos, si cabe, aún más extraños que los agujeros negros: los agujeros blancos. Algo que, en esencia, sería casi idéntico a sus “hermanos negros”, pero a la inversa.
Lo cierto es que en la actualidad, igual que sucedía en los setenta con los agujeros negros, nadie o casi nadie cree en la existencia de agujeros blancos, que se consideran poco más que un simple ejercicio matemático sin contrapartida alguna en el mundo real. A diferencia de los negros, los agujeros blancos no absorben materia, sino que la expulsan. De este modo, igual que nada de lo que entra en un agujero negro puede volver a salir, tampoco nada de lo que sale de un agujero blanco puede volver a entrar.
Se supone que los agujeros blancos (si existen), en lugar de engullir materia la expulsan
A pesar del rechazo general, sin embargo, algunos grupos de físicos, entre ellos el de Rovelli, han empezado a investigar una posibilidad de la Mecánica Cuántica que permite una vía para que los agujeros blancos se formen realmente y de que el cielo, por lo tanto, pueda estar repleto de ellos, a pesar de no haber detectado todavía ninguno.
“La razón para sospechar que existen agujeros blancos -escribe Rovelli en New Scientist– es que podrían resolver un misterio abierto: lo que sucede en el centro de un agujero negro. Vemos grandes cantidades de materia en espiral alrededor de los agujeros negros, y luego cayendo dentro.Toda esa materia atraviesa la superficie del agujero, el horizonte de sucesos o punto de no retorno, cae en picado hacia el centro y… luego? Nadie lo sabe”.
No parece razonable pensar que podamos entrar, algún día, en un agujero negro
Según la teoría general de la Relatividad de Einstein, la mejor descripción que existe hasta ahora de la gravedad, la materia que entra en un agujero negro se concentra en un único punto central de densidad infinita, algo que los físicos han llamado “singularidad”. En ese punto, la realidad misma dejaría de ser lo que es, el tiempo se detendría y todo lo que existe se desvanecería en la nada. Sin embargo, y debido precisamente a esas condiciones tan extremas, la singularidad se sitúa fuera del ámbito de las teorías de Einstein, por lo que Rovelli considera que no son fiables. De hecho, en la singularidad la gravedad sería tan fuerte que estaría dominada por los efectos cuánticos. “Para entender lo que sucede -explica el científico- necesitamos una teoría cuántica de la gravedad”.
Para el investigador, los efectos cuánticos podrían evitar que se forme una densidad infinita en el centro del agujero negro. Y, al final, en lugar de concentrarse en una singularidad, “la materia podría hacer lo que comunmente hace después de una caída: rebotar”. Aunque no podría rebotar dentro del agujero negro, donde las cosas solo pueden caer y moverse hacia abajo.
La inmensa conjetura que hace aquí Rovelli nos habla de la gran imaginación que tiene
“Pero aquí está la magia -escribe Rovelli-: la gravedad cuántica permite que rebote no solo la materia, sino toda la geometría espacio-tiempo del agujero negro, es decir, que continúe a través del punto central del agujero negro en una región separada y nueva del espacio-tiempo, donde no solo la materia, sino también todo el espacio-tiempo está rebotando. Esto es lo que llamamos un agujero blanco. Una pelota que rebota sigue una trayectoria que parece una película de su caída proyectada hacia atrás. Un agujero blanco es como una película de un agujero negro proyectado hacia atrás. Desde el exterior, no sería muy diferente: tiene una masa como un agujero negro, por lo que las cosas se atraen y pueden orbitar a su alrededor. Pero mientras que un agujero negro está rodeado por un horizonte a través del cual es posible entrar pero no salir, un agujero blanco está rodeado por un horizonte a través del cual es posible salir pero no entrar”.
Según el investigador, la posibilidad teórica de que tales objetos existan está prevista por la relatividad general, y para ellos existen “soluciones exactas de las ecuaciones de la teoría”. Soluciones que, sin embargo, siempre se han visto como puros artificios matemáticos sin conexión alguna con el mundo real. Precisamente, ironiza Rovelli, lo mismo que sucedía con los agujeron negros hace no tanto tiempo.
Hay veces que cuando leemos declaraciones como esta del físico Rovelli, nos transportan a un plano de fantasía en el que pueden aparecer… ¡Hasta los unicornios! (Las imágenes y el comentario que va debajo no son del reportaje).
Algunas ideas alrededor de los agujeros blancos sugieren que estarían conectados a los agujeros negros a través de un túnel espaciotemporal, un agujero de gusano. De forma que la materia entraría por el agujero negro y saldría después, en otro lugar del Universo o incluso en otro Universo, a través de un agujero blanco.
Pero Rovelli opina que no se necesitan “especulaciones tan extravagantes”, y que el agujero blanco se encontraría exactamente en el mismo lugar en el que estaba el agujero negro, solo que en su futuro. En otras palabras, el “otro lado del centro” de un agujero negro puede estar, sencillamente, “en el futuro del agujero. Esto es difícil de visualizar, pero el resultado es simple: en la primera parte de su vida, el agujero es negro y la materia cae; pero durante la segunda, después de la transición cuántica, es blanco y la materia rebota”.
La transición: de negro a blanco
“Diagrama de Kruskal, en que se muestra la región de agujero negro (zona blanca adyacente a la zona gris superior), la región de agujero blanco (zona blanca adyacente a la zona gris inferior), y las dos regiones asintóticamente planas en blanco, a izquierda y derecha, las cuales describen el campo gravitatorio en los alrededores de un cuerpo esférico.”
En este punto, es importante fijarse en el momento de transición en el que un agujero negro pasa a ser un agujero blanco. “Aquí, nuevamente, es la teoría cuántica la que permite que esto suceda, gracias a un fenómeno conocido como tunelización cuántica”. Hoy en día, el “efecto tunel” está bien estudiado e incluso se aplica a la construcción de microscopios y otros instrumentos científicos. “Una partícula atrapada dentro del núcleo atómico -explica Rovelli- no podría escapar según la mecánica clásica, pero la teoría cuántica le permite ‘hacer un túnel debajo’ de la pared potencial que la atrapa, y por lo tanto irradiar fuera del núcleo”.
Ahora bien, la vida de los agujeros negros puede ser extremadamente larga. ¿En qué momento un agujero negro pasa a ser un agujero blanco? Hace ya varias décadas, en 1974, Stephen Hawking aventuró la idea de que, después de todo, los agujeros negros no lo eran tanto, ya que emitían una cierta cantidad de radiación, hoy conocida como radiación Hawking en honor al genial físico británico. Es decir, que con el paso del tiempo y a través de esa emisión lenta pero continua de radiación, los agujeros negros van reduciendo su tamaño y finalmente se evaporan.
Cuesta creer que esto se convierta en… esto otro
Y a medida que reducen su tamaño, según Rovelli, “aumenta la probabilidad de que se conviertan en agujeros blancos. Cosa que en algún momento, sucede”. Este escenario, sin embargo, contiene un aspecto desconcertante: la evaporación de un agujero negro es un proceso que se produce con extrema lentitud y que puede durar muchos millones de años, mientras que la materia que cae en el agujero negro llega a su centro en pocos segundos, por lo que su “rebote” debería ser casi inmediato. Por lo tanto, ¿cómo podría la materia salir tan pronto a través de un agujero blanco cuando ese mismo agujero blanco tarda tanto tiempo en formarse?
La respuesta, para Rovelli, radica en “la increíble flexibilidad del tiempo”. Sabemos, por ejemplo, que el tiempo transcurre más lentamente al nivel del mar, más cerca del centro de la Tierra, que en lo alto de una montaña. Y a medida que nos acercáramos a un agujero negro, el tiempo se ralentizaría aún mucho más. Por lo tanto, “un tiempo muy corto dentro del agujero negro sería equivalente a un tiempo muy largo fuera de él. Si pudiéramos ver el “rebote” de la materia desde fuera, parecería estar sucediendo a cámara super lenta. Por lo tanto, escribe Rovelli “los agujeros que vemos en el cielo podrían ser sencillamente objetos que colapsan y rebotan hacia fuera”, pero percibidos por nosotros en una cámara exageradamente lenta.
Lo que entra no sale
Una ventaja añadida de tal escenario es que resuelve la famosa paradoja de la pérdida de información en el interior del agujero negro, algo que la naturaleza prohíbe. En efecto, si dentro de un agujero negro el tiempo llegara a su fin, la información de la materia que entrara en la singularidad se perdería para siempre. Pero si esa materia termina rebotando y saliendo de nuevo al exterior a través de un agujero blanco, la información no se perdería.
Un escenario teórico que, en su artículo, Rovelli califica de hermoso. Ahora bien, Significa esto que “el cielo está realmente lleno de agujeros blancos? Y si es así ¿Podemos verlos?
¿Dónde están los agujeros blancos?
Hipótesis de cómo se forman los agujeros blancos… ¡Las hay!
El investigador opina que la respuesta “depende de cosas que aún no comprendemos totalmente”. Entre ellas, el tiempo que puede llegar a durar un agujero negro. Se cree que los agujeros negros que se han formado tras el colapso de una estrella son aún demasiado jóvenes y grandes como para convertirse en agujeros blancos. No así la miriada de agujeros negros microscópicos que podrían haberse formado durante el Big Bang, y que podrían haberse trasformado ya, o estar transformándose ahora, en pequeños agujeros blancos que estarían virtualmente por todas partes.
“Sin embargo -escribe Rovelli en New Scientist- tenemos un límite bastante firme entre una vida ¨larga¨, limitada por el tiempo de evaporación de Hawking, y una vida ¨corta¨ mínima requerida por el inicio de los fenómenos cuánticos. Lo cual nos permite sacar algunas conclusiones preliminares”.
Me viene a la memoria la puesta en marcha del LHC y recuerdo a los muchos agoreros que predecían que el funcionamiento del ingenio y la utilización de esas energías y los grandes imanes, harían aparecer a los microagujeros negros que se tragarían la Tierra. Claro que nada de eso sucedió u ahora se piensa en llegar a los 100 TeV de potencia para encontrar las cuerdas vibrantes.
“Si la vida útil resulta ser larga -razona el investigador-, entonces solo los pequeños agujeros negros primordiales se habrían vuelto blancos. Lo cual implicaría que todos los agujeros blancos que hay actualmente en el cielo deben tener un tamaño muy pequeño”. El peso de cada uno de estos agujeros blancos diminutos sería del órden de un microgramo, que es el peso de un fragmento de cabello humano de apenas 1,2 cm.
Lo cual, según el investigador, abre la interesante posibilidad de que esos diminutos agujeros blancos sean un componente fundamental de la misteriosa materia oscura que los astrónomos han detectado, aunque solo de forma indirecta, en el cielo. Las diversas teorías sobre la composición de la materia oscura no han podido demostrarse hasta ahora, y las partículas que deberían formarla según esas teorías se resisten a ser descubiertas en laboratorio.
LO QUE NOS FALTABA POR ESCUCHAR (En la declaración siguiente)
Pero “la posibilidad de que la materia oscura esté compuesta de pequeños agujeros blancos no requiere nada más que la física establecida, es decir, la relatividad general y la teoría cuántica, y no está descartada por ninguna observación. Si esto es correcto, ya hemos observado agujeros blancos: ¡son la materia oscura!”.
Por otro lado, “si la vida útil de los agujeros negros resultara ser corta, los agujeros negros primordiales que ya se han transformado en blancos deberían tener ahora la masa de un pequeño planeta y podrían explotar violentamente, transformando la mayor parte de su masa en radiación emitida. Este evento debería enviarnos rayos cósmicos extremadamente energéticos y señales cortas y violentas en la banda de microondas o radio. Los últimos son particularmente intrigantes porque ya se han detectado señales similares: las misteriosas y rápidas explosiones de radio observadas recientemente por los radiotelescopios. Una vez más, podríamos haber visto ya agujeros blancos”.
Para Rovelli, “encontrar evidencia de agujeros blancos en el cielo sería un hermoso paso adelante en nuestra comprensión del Universo. Podrían representar la primera observación directa de la gravedad cuántica en acción, y así abrir una ventana al mayor problema de la física fundamental, el problema de comprender los aspectos cuánticos del espacio-tiempo”.
Universo rebotado
El artículo de Rovelli termina con “una última idea muy especulativa. Es posible que nuestro Universo no haya nacido en el Big Bang, sino que puede haber ¨rebotado¨de una fase de colapso anterior. Esta posibilidad está permitida por la gravedad cuántica y otros marcos teóricos. El mecanismo cuántico del rebote cósmico sería similar al rebote del agujero negro al blanco. Y los gujeros blancos microscópicos de hoy podrían haberse formado antes de ese rebote. Si fuera así, la geometría del espacio-tiempo en el rebote no habria sido homoigénea, tal y como sugiere la cosmología convencional, sino llena de ¨arrugas¨, ya que cada agujero blanco sería como un gran pico en la geometria espaciotemporal”.
Para el investigador, ese hecho “podría ser relevante” a la hora de resolver el misterio de la flecha del tiempo, que es la pregunta de por qué el tiempo avanza en una sola dirección. Y es que la flecha del tiempo podría no haber sido causada por un estado ¨especial¨ del Universo (es decir, con muy baja entropía) como se cree comunmente. En su lugar, podría ser una simple cuestión de perspectiva relacionada con la ¨especial¨ ubicación de los observadores: estamos fuera de todos los agujeros”.
“Los agujeros blancos -concluye Rovelli- son una posibilidad plausible, aunque casi inexplorada. Aún tenemos que identificar uno, pero también tardamos mucho tiempo en reconocer los agujeros negros”.
Artículo de Prensa de José M. Nieves
Dic
16
¿El origen del Universo? ¡Cómo puedo saberlo yo!
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Astronomía y Astrofísica ~
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Puede que todo surgiera a partir de esa densidad infinita. Allí comenzó el Tiempo y el universo se expandió, se crearon las partículas de materia, que se juntaron para formar los núcleos que al verse arropados por los electrones con sus cargas negativas, venían a equilibrar las positivas de los protones y, de esa manera, se pudieron unir para formar moléculas y materia. Sustancia cósmica primero, estrellas y galaxias después, y, dentro de toda esa vorágine, miles de millones de años más tarde, llegaron a surgir en los mundos ¡la vida! Pensando en todo esto, a uno se le viene a la cabeza pensamientos del pasado, enseñanzas escolares y preguntas que no tienen respuestas.
¿Dónde estabas tú cuando yo puse los cimientos de la Tierra? Dilo si tienes entendimiento. Claro que a pregunta, lo único que podríamos hacer es contestar, con otra pregunta: ¿Quién lo sabe realmente? La especulación sobre el origen del universo es una vieja actividad humana que está sin resolver, ya que, pretendemos saber algo que no sabemos si llegó a ocurrir, toda vez que incluso, podría ser, que el universo esté aquí siempre. Y, si llegó como algo , tampoco sabemos, a ciencia cierta, cómo y de dónde lo hizo. Pero, nosotros, los humanos, no dejamos de especular con esta cuestión de compleja resolución y dejamos volar nuestra imaginación en forma de conjeturas y teorías que, no siempre son el fiel reflejo de lo que pudo pasar que, de momento, permanece en el más profundo anonimato.
Claro que, la Humanidad y el Universo están tan juntos, tan conectados que, sería imposible que no hablaran de él, y, sobre todo, que no trataran de saber su comienzo (si es que lo hubo) y, hurgar en su dinámica poder entender nuestra presencia aquí junto con las estrellas de las que procedemos y de las galaxias que son las villas del Universo que alojan a cientos de millones de mundos habitados que, como la Tierra, tienen otras criaturas que también, ellas se preguntan por el principio y el final poder conocer sus destinos.
Viatcheslav Mukhanov, en la Fundación BBVA en Madrid
«El Universo surgió de la nada y puede volver a suceder»
Eso nos dice este personaje, que el Universo surgió de la “Nada” y, está claro que la Nada no existe y, si surgió, es porque había, con lo cual, la Nada queda invalidada. Pero, si hubo un suceso de creación, ¿que duda nos caber de que tuvo que haber una causa? Lo cierto es que, en las distintas teorías de la “creación” del universo, existen muchas reservas.
¡¡Lo de la singularidad es difícil de digerir!!
No obstante tales reservas, unos pocos científicos trataron de investigar la cuestión de cómo pudo haberse originado el universo, aunque admitiendo que sus esfuerzos quizás eran “prematuros”, dijo Weinberg con suavidad. En el mejor de los casos, contemplado con una mirada alentadora, el realizado hasta el momento, parece haber encendido una lámpara en la antesala de la génesis. Lo que allí quedó iluminado era muy extraño, pero era, en todo caso, estimulante. No cabía descubir algo familiar en las mismas fuentes de la creación.
Hemos podido contemplar como en la Nebulosa del Águila nacen nuevas estrellas masivas. Sin embargo, no hemos llegado a poder saber, con certeza como surgió el Universo entero y de dónde y porqué lo hizo para conformar un vasto espacio-tiempo lleno de materia que evolucionaría hasta poder conformar las estrellas y los mundos en enormes galaxias, y, en esos mundos, pudieron surgir criaturas que, conscientes de SER, llegaron un nivel animal rudimentario, hasta los más sofisticados pensamientos que les hicieron preguntarse: ¿Quiénes somos, de dónde venimos, dónde vamos? Y, esas preguntas, realizadas 14.000 millones de años después del comienzo del tiempo, y junto a la pregunta del origen del Universo, todavía, no han podido ser contestadas. Nuestro intelecto evoluciona pero, sus límites son patentes.
Nube molecular, anomalía gravitatoria, se forma un grumo, el grumo atrae más material, el disco de gas y polvo gira más y más, el núcleo se va condensando y la temperatura sube, se produce la fusión nuclear….. Ha nacido una estrella. Los vientos estelares y la radiación expulsan el material sobrante que se alejan para formar planetas.
Una estrella que se forma en la Nebulosa comienza siendo protoestrellas y, cuando entra en la secuencia principal, brilla durante miles de millones de años dutante los cuales crea nuevos elementos a partir del más sencillo, el Hidrógeno. Los cambios de fase que se producen por fusión en el nuclear de las estrellas, son los que han permitido que existieran los materiales necesarios para la química de la vida que, al menos hasta donde sabemos, no apareció en nuestro planeta Tierra, hasta hace unos 4.o0o millones de años, y, desde entonces, ha evolucionando para que , nosotros, podamos preguntas, por el origen del universo.
Seguimos tratando de saber… ¡sobre el origen del Universo! Otra cosa son las teorías
Los científicos han imaginado y han puesto sobre la mesa su estudio, dos hipótesis, la llamada génesis del vacío, y la otra, génesis cuántica y ambas, parecían indicar mejor lo que el futuro cercano podía deparar al conocimiento humano sobre el origen del Universo.
La Génesis de vacío: El problema central de la cosmología es explicar algo msurge de la nada. Por “algo” entendemos la totalidad de la materia y la energía, el espacio y el tiempo: el universo que habitamos. Pero la cuestión de lo que significa NADA es más sitíl. En la ciencia clásica, “nada” era un vacío, el espacio vacío que hay entre dos partículas de materia. Pero concepsión siempre planteaba problemas, como lo atestigua la prolongada indagación sobre si el espacio estana lleno de éter, y en todo caso no sobrevivió al advenimiento de la física cuántica.
El vacío cuántico nunca es realmente vacío, sino que resoba de partículas “virtuales”. Las partículas virtuales pueden ser concebidas como la posibilidad esbozada por el principio de indeterminación de Heisenberg de que una partícula “real” llegue en un tiempo determinado a un lugar determinado. Como las siluetas que salen de pronto en un campo de tiro policial, representan no sólo lo que es sino también lo que podría ser. el punto de vista de la física cuántica, toda partícula “real” está rodeada por una corona de partículas y antipartículas virtuales que borbotean del vacío, interaccionan unas con otras y luego desaparecen.
Las ondas fluctúan de aleatoria e impredecible, con energía positiva momentáneamente aquí, energía negativa momentáneamente allí, y energía cero en promedio. El aspecto de partícula está incorporado en el concepto de partículas virtuales, es decir, partículas que pueden nacer en pares (dos partículas a un tiempo), viviendo temporalmente de la energía fluctuacional tomada prestada de regiones “vecinas” del espacio, y que luego se aniquilan y desaparecen, devolviendo la energía a esas regiones “vecinas”. Si hablamos de fluctuaciones electromagnéticas del vacío, las partículas virtuales son fotones virtuales; en el caso de fluctuaciones de la gravedad en el vacío, son gravitones virtuales.
Claro que, en realidad, sabemos poco de esas regiones vecinas de las que tales fluctuaciones toman la energía. ¿Qué es lo que hay allí? ¿Está en esa región la tan buscada partícula de Higgs? Sabemos que las fluctuaciones de vacío son, las ondas electromagnéticas y gravitatorias, lo que los movimientos de degeneración claustrofóbicos son los electrones. Si confinamos un electrón a una pequeña región del espacio, entonces, por mucho que uno trate de frenarlo y detenerlo, el electrón está obligado por las leyes de la mecánica cuántica a moviéndose aleatoriamente, de impredecible. Este movimiento de degeneración claustrofóbico que produce la presión mediante la que una estrella enana blanca se mantiene contra su propia compresión gravitatoria o, en el mismo caso, la degeneración de neutronesmantiene estable a la estrella de neutrones, que obligada por la fuerza que se genera de la degeneración de los neutrones, es posible frenar la enorme fuerza de gravedad que está comprimiendo la estrella.
Una cosa sí sabemos, las reglas que gobiernan la existencia de las partículas virtuales se hallan establecidas por el principio de incertidumbre y la ley de conservación de la materia y de la energía.
En un estudio, un grupo de físicos ha propuesto que la gravedad podría disparar un efecto desbocado en las fluctuaciones cuánticas, provocando que crezcan tanto que la densidad de energía del vacío del campo cuántico podría predominar sobre la densidad de energía clásica. Este efecto de predominancia del vacío, el cual surge bajo ciertas específicas razonables, contrasta con la ampliamente sostenida creencia de que la influencia de la gravedad sobre los fenómenos cuánticos debería ser pequeña y subdominante.
Claro que, hablar aquí del vacío en relación al surgir del universo, está directamente asentado en la creencia de algunos postulados que dicen ser posible que, el universo, surgiera de una Fluctuación de vacío producida en otro universo paralelo y, entonces, funciona de manera autónoma como un universo de los muchos que son en el más complejo Metaverso.
Inmediatamente después de que la llamada espuma cuántica del espacio-tiempo permitiera la creación de nuestro Universo, apareció una inmensa fuerza de repulsión gravitatoria que fue la responsable de la explosiva expansión del Universo primigenio (inflación(*)).Las fluctuaciones cuánticas del vacío, que normalmente se manifiestan sólo a escalas microscópicas, en el Universo inflacionario en expansión exponencial aumentaron rápidamente su longitud y amplitud convertirse en fluctuaciones significativas a nivel cosmológico.
En el Modelo corriente del big bang que actualmente prevalece y que, de , todos hemos aceptado al ser el que más se acerca a las observaciones realizadas, el universo surgió a partir de una singularidad, es decir, un punto de infinita densidad y de inmensa energía que, explosionó y se expansionó crear la materia, el espacio y el tiempo que, estarían gobernados por las cuatro leyes fundamentales de la naturaleza:
Fuerzas nucleares débil y fuerte, el electromagnetismo y la Gravedad. Todas ellas, estarían apoyadas por una serie de números que llamamos las constantes universales y que hacen posible que nuestro universo, sea tal lo podemos contemplar. Sin embargo, existen algunas dudas de que, realmente, fuera esa la causa del nacimiento del Universo y, algunos postulan otras causas transiciones de fase en un universo anterior y otras, que siendo más peregrinas, no podemos descartar.
Nosotros, estamos confinados en el planeta Tierra que es un mundo suficientemente preparado para acoger nuestras necesidades físicas, pero, de ninguna manera podrá nunca satisfacer nuestras otras necesidades de la Mente y del intelecto que produce imaginación y pensamientos y que, sin que nada la pueda frenar, cual rayo de luz eyectado por una estrella masiva refulgente, nuestros pensamientos vuelan también, hacia el espacio infinito y con ellos, damos rienda suelta a nuestra más firme creencia de que, nuestros orígenes están en las estrellas y hacia las estrellas queremos ir, allí, amigos míos, está nuestro destino.
El Universo es grande, inmenso, casi infinito pero, ¿y nosotros? Bueno, al ser una parte de él, al ser una creación de la Naturaleza, estamos formando parte de esa inmensidad y, precisamente, nos ha desempeñar el papel de la parte que piensa, ¿tendrá eso algún significado?
Yo, no lo sé… Pero… ¿¡Quién sabe realmente!?
emilio silvera
Dic
11
¿Masa negativa? ¿Qué es eso?
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Astronomía y Astrofísica ~
Comments (1)
Teóricamente, al empujar una masa negativa esta se acercaría a nosotros. Según una teoría, esto podría explicar la expansión del Universo y la cohesión de las galaxias
¿Y si el Universo está flotando en un extraño océano de masa negativa?
Científicos de la Universidad de Oxford plantean un modelo en el que la energía y la materia oscuras se unifican en una exótica forma de materia que tendría una masa de signo contrario al habitual
¿Alguna vez se ha planteado que mantiene sus pies pegados al suelo? ¿Qué fuerza invisible le vincula con la Tierra, a pesar de que el planeta se mueve por el espacio a 107.000 kilómetros por hora? ¿O qué mantiene algo tan pesado como la Luna suspendido en el cielo? Responderá que la responsable es la gravedad y quizás recuerde la famosa manzana cayendo –¡Ploc!– en la cabeza de Newton. Pero, ¿qué es la gravedad? ¿Como actúa a distancia, de dónde obtiene la energía para tirar al suelo una simple fruta? ¿Por qué unas cosas pesan más que otras?
Partículas que toman su masa del Campo de Higgs
La respuesta aceptada es que existe un campo, el llamado campo de Higgs, que permea el espacio-tiempo y que, al interaccionar con la materia, le proporciona a las partículas su masa. Es decir, algo totalmente cotidiano y evidente, la propia existencia de la gravedad, depende de algo invisible, difícil de comprender y muy lejos de ser evidente. Tan es así que la existencia del bosón de Higgs, la partícula que genera el campo del mismo nombre, solo se pudo constatar hace seis años.
Hablamos de materia oscura y no sabemos lo que es, cómo está formada, qué origen tiene… o, si los fenómenos observados son provocados por la fuerza de gravedad que genera esa hipotética materia.
Y esto es solo una ínfima parte del enorme desafío que es comprender el funcionamiento de lo que nos rodea. De hecho, en la actualidad se desconoce la naturaleza del 95 por ciento del Universo. La materia visible, que forma estrellas, planetas y nubes de polvo y gas, no explica cómo las galaxias giran tan rápido como lo hacen sin deshacerse. Debe existir algo invisible que las mantiene unidas, gracias a la gravedad: quizás la llamada materia oscura. Por otro lado, la materia visible tampoco explica por qué existe una misteriosa fuerza repulsiva que separa el espacio-tiempo y expande el Universo, con más aceleración cuanto más disperso está. Debe existir algo que lo separa todo: podría ser la llamada energía oscura. Pero, ¿de dónde surgen estos fenómenos? Si algo tan natural como la gravedad que sentimos tiene una base tan extraña, ¿qué podemos esperar de estos fenómenos oscuros que no tenemos ni idea de cómo son?
Si lo podemos ver no es la materia oscura. Toda la que emita radiación, es bariónica
Hasta el momento, no ha habido forma de detectar ni una traza de la fracción oscura del Universo, y no es de extrañar que haya cientos de investigadores devanándose los sesos por ello. Ahora, un grupo de científicos de la universidad de Oxford (Reino Unido) acaba de publicar un artículo en la revista Astronomy and Astrophysics donde propone una explicación, basada en modelos matemáticos que son capaces de reproducir parcialmente nuestro Universo, y que unifican tanto la materia como la energía oscuras. Su propuesta consiste en sugerir la existencia de la masa negativa, una exótica forma de materia que se caracteriza por alejar a la masa de su alrededor. Si las masas se atraen entre sí gracias a la gravedad, ¿por qué no puede ocurrir lo contrario? ¿Podría ser que el Universo fuera simétrico y hubiera masas positiva y negativa?
Hablan de extrañas fuentes de Gravedad negativa pero… ¡Simples conjeturas!
«Parece que un simple signo negativo podría solucionar dos de los mayores problemas de la Física», ha explicado a ABC Jamie Farnes, primer autor del estudio. «Nuestra teoría parece no solo explicar la materia oscura, sino que también obtenemos una posible solución para la energía oscura».
En primer lugar, ¿cómo sería esta masa negativa? Según el autor, sería «extraña y peculiar para nosotros, porque vivimos en una región del espacio dominada por la materia positiva». De hecho, aventura que tendría una exótica propiedad: «Si empujaras una masa negativa, ¡esta iría hacia ti!».
La repulsión que une galaxias…
Para significar la energía negativa nos hemos inventado mil y un modelo pero…
El investigador ha recordado que el callejón sin salida de la materia y la energía oscuras, que es resultado de no poder explicar lo que vemos en el Universo con nuestras teorías, ha llevado a algunos científicos ha coger el camino de en medio. Algunos trabajan en una «gravedad modificada» que se comporta de una forma distinta en las grandes escalas y otros han creado el concepto del «fluido oscuro», una exótica forma de materia que combinan algunas de las propiedades de la energía y la materia oscuras. ¿Es por esto por lo que el Universo se expande tan rápido? ¿O el motivo por el que se mantienen unidas las galaxias? ¿Que no lo veamos indica que no existe?
“Existe en el universo una curiosa relación conocida como la ley de Hubble que nos dice que cuanto más lejos está una galaxia, más rápido se aleja de nosotros. Esto fue la primera demostración empírica de que el Universo se expande y dejó impresionados a los físicos de los años 20. Desde entonces se han hecho muchas investigaciones al respecto hasta que en 2005 un grupo de investigadores recibieron el premio Nobel por descubrir que el universo se expande cada vez más rápido.”
Responder a estas preguntas puede ser una tarea demasiado ambiciosa, o no. De momento, Jamie Farnes ha elaborado un modelo matemático basado en la masa negativa que es capaz de explicar la formación de halos de materia oscura alrededor de galaxias de masa positiva.
«Mi modelo muestra que la fuerza repulsiva de los alrededores, proveniente de la masa negativa, puede mantener unida a una galaxia», ha explicado Farnes. «La gravedad de la masa positiva de la galaxia atrae la masa negativa en todas las direcciones y, a medida que esta masa negativa se acerca, ejerce una fuerza repulsiva cada vez con más fuerza que permite a la galaxia girar a gran velocidad sin salir disparada».
Y que expande el espacio-tiempo
Si la masa negativa puede explicar la materia oscura, ¿puede explicar también la energía oscura y la expansión del Universo? Hasta ahora, siempre se ha rechazado esta posibilidad, porque no parece compatible con lo observado.
«Sabemos que la materia, incluyendo las partículas de masa negativa, se dispersarían más a medida que el Universo se expande. Sin embargo, las observaciones de energía oscura muestran que esta sustancia no se hace más fina con el tiempo, de hecho permanece constante durante la expansión del Universo», ha resumido Jamie Farnes.
“Científicos de la Universidad de Oxford, han sugerido que la mayor parte del universo puede estar formado por un «fluido oscuro» con una masa negativa. La naturaleza precisa de la materia oscura y la energía oscura, que se cree que representan hasta el 95% del universo observable, sigue siendo uno de los misterios sin resolver más importantes de la física moderna.”
Sin embargo, este científico ha ideado una posibilidad que acabaría con esta incompatibilidad. ¿Y si la masa negativa se genera espontáneamente? «En nuestra teoría, las partículas de masa negativa son creadas continuamente por un “tensor de creación“, de modo que se regeneran a medida que el Universo se expande. Con esta propuesta, estas masas negativas creadas continuamente parecen ser idénticas a la energía oscura». Por tanto, serían compatibles con lo observado.
El «tensor de creación»
Este científico ha detallado que este «tensor de creación» no es más que una construcción matemática, «que permite a la materia aparecer espontáneamente en la existencia, como una especie de palomita microscópica».
En su opinión, sería interesante observar si esta idea puede ser compatible con la Mecánica Cuántica, para estudiar si podría haber partículas que aparecieran espontáneamente en el vacío, o incluso para ayudar a la unificación de las incompatibles Relatividad y Mecánica Cuántica. Puede parecer inverosímil, pero no lo es también la base de una realidad tan cotidiana como la gravedad? ¿O la de los fenómenos que permiten el funcionamiento de satélites o televisiones?
Aceptando este marco, resultaría que la energía y la materia oscuras pueden ser unificadas en una sola sustancia, cuya naturaleza se explica sencillamente como resultado de que «la masa positiva –del Universo– surfea en un mar de masas negativas», según Farnes.
Los pasos para confirmarlo
¿Qué harán a continuación para tratar de validar esta hipótesis? El investigador ha explicado que este modelo predice que la distribución de las galaxias debería variar de una forma muy concreta en función el tiempo. Pues bien, están desarrollando herramientas para procesar los datos que obtendrá el Square Kilometre Array (SKA), un inmenso radiotelescopio con un área colectora de un millón de kilómetros cuadrados y capaz de generar 5 millones de petabytes de información cada año, para estudiar la distribución de las galaxias, según ha dicho Farnes, «más atrás en el tiempo que ninguna otra máquina ha podido mirar».
Esto les permitirá comparar la teoría propuesta con el modelo cosmológico convencional, que no puede explicar la energía o la materia oscuras, y quizás incluso contraponerlo con otras teorías cosmológicas.
Todo esto no ocurrirá hasta al menos 2030, según Jamie Farnes. También ha comentado que los experimentos Alpha-G y ATLAS, del CERN, ya están buscando unos indicios de la antimateria de masa negativa, que serían un importante impulso en la búsqueda de partículas de masa negativa.