La resposta curta és NO, tot i que la pregunta té sentit: mirar lluny és viatjar enrere en el temps
Si en aquest instant el Sol explotés, no ens en adonaríem fins al cap de 8 minuts; que és el temps que triga la llum del Sol en arribar a la Terra.
Quan veiem la galàxia d’Andròmeda a través d’un telescopi, la contemplem tal com era fa dos milions i mig d’anys. I quan el Hubble ens mostra les galàxies més llunyanes de l’Univers, el que veiem és la formació de les primeres galàxies fa milers de milions d’anys. Els telescopis són, doncs, veritables màquines del temps.
Les galàxies més llunyanes que el telescopi Hubble ha fotografiat
I per què no podem veure el Big Bang en sí mateix, doncs?
Els cosmòlegs diuen mig en broma que el Big Bang no va ser «ni Big, ni Bang». L’instant Zero, fa uns 13.800 milers de milions d’anys, s’imagina com un punt infinitament petit amb una densitat infinita d’energia. Anem descartant el Big, doncs.
I el Bang? Els científics no poden explicar ni què va fer Bang, ni com, ni per què. La història de l’univers, per ara, només es pot explicar a partir de l’instant 1, just després del Big Bang.
Raó de més per intentar observar-lo amb un telescopi, oi?
Sí però no el veurem mai. Després de la singularitat del Big Bang, l’univers va néixer com un lloc increïblement petit, calent i dens: era pura energia. A mesura que va anar creixent, i sobretot després del creixement exponencial de la inflació còsmica, l’energia va poder convertir-se amb matèria (E=mc2), i quan l’univers tenia la tendra edat de 3 minuts, es van formar les primeres partícules fonamentals.
A mesura que l’univers s’expandia, s’anava refredant, però encara era un plasma primordial de partícules massa calentes. L’univers era opac.
Van haver de passar 380.000 anys i que la temperatura baixés fins a 3000º K per a que els fotons es podessin deslliurar d’aquella sopa quàntica i viatjar lliurement per l’espai. En aquell moment, l’univers es va fer transparent.
Fins on podem veure enrera en el temps, doncs?
Podem veure l’univers quan tenia 380.000 anyets, aquí us passo una foto.
El que passa és que no el podem veure en llum òptica, i ens hem de conformar amb altres longituds d’ona, concretament les microones. És una mica com veure el fetus a través d’una ecografia.
Oi que és bonic? Tota aquesta variació cromàtica mostra minúscules variacions de temperatura en aquell univers, en base a les quals la matèria s’anirà acumulant en uns llocs més que en d’altres, la gravetat actuarà i es formaran les primeres estrelles i galàxies, aquelles que ens mostra el Hubble.
Fa uns quants anys vaig dedicar-me a traduir i subtitular el maravellós programa «A Night with the Stars» que el físic i divulgador Brian Cox va fer per la BBC.
No tenia experiència en penjar i subtitular vídeos a You Tube i la qualitat de la imatge resultant no era bona, però el contingut m’havia impressionat tant que vaig decidir pujar el vídeo en quatre parts igualment.
Tantes hores de feina i el robot de You Tube va detectar que el vídeo era propietat de la BBC i me’l van bloquejar al cap de poc. Però ara es veu que torna a estar disponible!
Penjo els enllaços de nou perquè realment val la pena: és una conferència divertidíssima i al mateix temps amb una profunditat que no he vist enlloc més quan es parla de física quàntica pel públic en general. Se sol dir: la física quàntica no l’entén ningú, ni els experts que hi treballen n’entenen la lògica.
Però Brian Cox et fa comprendre les seves implicacions més filosòfiques.
En la última edición del World Science Festival en Nueva York, los eminentes genetistas Thris Mason y Ting Wu, junto con el astrobiólogo Caleb Scharf, discutieron sobre las posibilidades de modificar el cuerpo humano para adecuarlo a la vida en otros planetas.
Silvia Solans
Elon Musk, fundador de Tesla Motors y Space X, tiene el proyecto de establecer una colonia humana permanente en Marte nada menos que en 2022, que es como decir
pasado mañana.
Probablemente esto tardará algunas décadas más en suceder, pero la historia sugiere la
colonización espacial como el siguiente paso inevitable de la humanidad.
Imaginemos pues que se establece una colonia en Marte pasado mañana. En sólo dos
generaciones, el lenguaje de los colonos espaciales cambiará, su cultura dejará de tener los referentes terrestres para generar otros. Desarrollarán su propia tecnología. Y finalmente, su cuerpo se modificará, y nunca más podrán volver a la Tierra. Sus huesos serán demasiado débiles para soportar la gravedad de nuestro planeta, sus ojos se cegarán con la intensidad de un Sol más cercano.
¿Los consideraremos humanos todavía o como una nueva especie?
En un futuro todavía más lejano, la colonización espacial podría llevarnos más allá de nuestro sistema solar, y la estrella más cercana a la Tierra se encuentra a cuatro años luz. El límite que nos impone la relatividad de Einstein significa que para viajar a un planeta de otra estrella tendríamos que construir enormes naves espaciales y viajar durante generaciones y generaciones a través del vacío estelar.
¿Podemos cambiar nuestro genoma para adaptar el cuerpo humano a la ingravidez? ¿O
prolongar la esperanza de vida unos centenares de años? ¿Modificar el ADN para que sea inmune a la fuerte radiación cósmica que afecta a los astronautas en la Estación Espacial Internacional?
Los genetistas Thris Mason y Ting Wu están investigando todas estas cuestiones y afirman que sí, que podremos hacer todo esto y retocar nuestro propio genoma para ser capaces de vivir más allá de la Tierra.
Y a partir de esta afirmación surgen numerosas cuestiones éticas respecto a los límites y
riesgos de la manipulación genética. El sector privado hace tiempo que patenta genes
modificados. Los Estados no han legislado de forma clara y conjunta. Y los científicos están tremendamente preocupados por la ausencia de un debate social sobre todos estos temas tan trascendentes para nuestra especie.
De modo que, antes de que otros tomen todas las decisiones, debatamos.
El principio de equivalencia en la relatividad general dice que la gravedad es indistinguible de la aceleración. Dicho con un ejemplo de la serie, si colocamos dos humanos en una nave en el espacio vacío, los humanos gravitarán dentro de ella.
Pero si la nave empieza a moverse en aceleración constante….
¡Auch!
Los sujetos se estrellarán contra el suelo de la nave sintiendo el mismo tirón gravitatorio que nosotros en la Tierra.
En definitiva, la fuerza de la gravedad es indistinguible de la aceleración.
The Expanse es una serie maravillosa que como todas las grandes ficciones tiene muchas capas narrativas: una trama detectivesca, en un entorno social asfixiante y en el contexto geopolítico de pre-guerra interplanetaria. Todo ello con una estética brutalmente bella y con obsesión por el rigor científico.
En Internet, las herramientas de participación suelen morir de éxito cuando las grandes empresas descubren su potencial comercial, embruteciendo y arruinando la creatividad y espontaneidad de la gente que las ha impulsado en primer lugar.
Por ahora, esto todavía no ha ocurrido en el mundo delpodcast; lo cierto es que ahora mismo están floreciendo programas fascinantes a cargo de gente creativa y voluntariosa que dedica muchas horas a la misión de crearlos cada semana, en especial en el campo de lacomunicación científica.
Estos son algunos de los mejores podcasts sobre física, astronomía y temas afines que se pueden encontrar actualmente.
Desde el instituto de astrofísica de Canarias, Coffee Break es el azote de la prensa generalista por su falta de rigor científico. Con Cofee Break aprendí, por ejemplo, el principio delLáser de Ockam, que reza así: “la explicación más guay es la más probable”.
El programa incluye un repaso semanal de la actualidad científica, aunque también entrevistas y programas monográficos. Es, quizás, el podcast más completo (y divertido) sobre ciencia que hay en la actualidad.
Cofee Break cuenta con la participación de Héctor Socas, Marian Martínez, Ángel López-Sánchez y Carlos Westendorp entre otros.
La intro con los acordes deBattlestar Galacticaya es en sí misma un sello de garantía de calidad de este podcast.
Sus creadores son, ni más ni menos, que los ilustres blogueros Víctor Machado (Pirulo Cósmico), Daniel Marín (Eureka), Kavy Pazos (Mola Saber) y Víctor R. Ruiz (Infoastro), quese reúnen cadasemana también desde Canarias para comentar las últimas novedades de las misiones espaciales en curso y otras noticias sobre física y astronomía.
Hay que ver cuánto saben estos chicos, además de ser bastante cachondos.
Que no os confunda ni el título ni la sintonía del programa. Los Tres Chanchitos es un podcast tremendamente interesante con un toque matemático.
Clara Grima, Alberto Márquez y Enrique Fernández Borja (el genial Cuentos Cuánticos), tan pronto desentrañan los acertijos de Alicia en el País de las Maravillas como te cuentan laTeoría de Cuerdasasí como quien no quiere la cosa. Todos los programas deparan alguna sorpresa; es aquello de “no te desconectarás sin saber una cosa más”.
Cada semana y desde Chile, el incombustible Ricardo García Soto realiza una entrevista en profundidad a un profesional de astronomía, profundizando en su área de estudio, su trayectoria y su día a día en el terreno profesional.
Cuando la cosa se pone muy técnica, Soto se encarga de traducir los conceptos más complicados a los no iniciados, al tiempo que siempre consigue contagiar su genuina pasión por la astronomía a los oyentes.
Desde el Sur – explorando el cosmos
Por desgracia, este podcast ya no sigue adelante, pero no quería hablar sobre el tema sin mencionarlo. El argentino Ricardo Sánchez nos deleitó durante años con su fantástico programa que era divulgación pura y dura.
Él mismo explicó en el último episodio de hace algunos meses que no podía seguir dedicando tantas horas a realizar el podcast, y que lo hacía todo él solo: documentarse, escribirlo, editarlo…
Por suerte, sus programassiguen disponiblesen la red para todo aquel que quiera ampliar su cultura científica.
Sirva esta reseña de homenaje al magnífico trabajo de Sánchez y de todos los “podcasteros”.
La investigación científica es un método de conocimiento que consiste en la formulación de hipótesis que deben ser comprobadas mediante la observación de la realidad.
Por muy bella que sea una teoría, no se considerará científica hasta que no sea corroborada experimentalmente; y al contrario, un experimento o la observación de un nuevo fenómeno natural carece valor científico si no hay una teoría que explique el por qué de ese suceso.
En astronomía, Galileo y Kepler son dos ejemplos de científicos que fueron a la vez grandes teóricos y grandes observadores, pero posteriormente estas dos vertientes del oficio se fueron separando hasta la especialización definitiva de los científicos en el campo teórico o en el experimental.
Dos de los ejemplos más emblemáticos de esta especialización en el siglo XX fueron Einstein, el genial teórico que puso patas arriba la concepción newtoniana del cosmos y Hubble, a quién debemos nuestra visión actual del cosmos.
A veces, el equipo de los experimentales “le mete un gol” a los teóricos: observan algún fenómeno que no cuadra con la teoría vigente obligando a los teóricos a desarrollar otra mejor, con lo que los primeros se llevan el Nobel.
Otras veces ocurre justo al revés: los teóricos desarrollan una teoría con sólo su pensamiento que desafía la visión convencional de la realidad; luego los experimentales realizan las pruebas necesarias para comprobar la validez de la teoría (y generalmente vuelven a llevarse el Nobel).
La historia de las teorías sobre el Cosmos, desde el Big Bang hasta la hipótesis de los multiversos, es como un largo partido de fútbol entre teóricos y experimentales que no deja de dar sorpresas a cada nuevo descubrimiento. Relatividad especial y la curvatura de un rayo de luz (Teóricos 1 – Experimentales 0)
Einstein ideó su teoría de la relatividad imaginando cómo vería el mundo una persona subida encima de un rayo de luz. Ideas en estado puro y matemáticas, estas fueron las únicas herramientas de Einstein para determinar que el tiempo y el espacio son relativos y dependientes el uno del otro en el tejido del cosmos que llamamos espacio-tiempo.
En 1919 su teoría sería aceptada tras la observación de la curvatura de la luz a su paso por el tirón gravitatorio de una gran masa durante un eclipse solar, en una expedición especialmente ideada por Arthur S. Eddington para comprobar la validez de la teoría de Einstein.
Cartel de la película Einstein and Eddington Fuente: IMDB
El Universo se expande (Teóricos 1 – Experimentales 1)
Los descubrimientos de Edwin Hubble, mirando a través del telescopio más potente de la época, fue tan revolucionario como las teorías de Einstein. Para empezar, antes de Hubble se pensaba que el Universo se limitaba a nuestra propia galaxia, pero el astrónomo observó una nebulosa que resultó ser Andrómeda, nuestra galaxia vecina. Y luego vinieron muchas más. Nuestra concepción del cosmos había cambiado para siempre.
Pero además Hubble descubrió, mediante la observación de un tipo concreto de supernovas, que el espacio entre galaxias estaba aumentando, o dicho de otro modo, que el universo se está expandiendo.
Hasta 1929 se creía que el Universo era algo estático e inmutable. Tan profundo era ese convencimiento en la sociedad y en la comunidad científica, que incluso su miembro más revolucionario e imaginativo metió la pata descomunalmente en una ocasión. Sí, el mismísimo Einstein.
Lo curioso es que cuando Einstein estaba desarrollando su teoría de la relatividad general, se encontraba una y otra vez que al aplicar sus propios cálculos el Universo no dejaba de expandirse. Pero eso no podía ser correcto, porque como todo el mundo sabía, el Universo debía ser ESTÁTICO.
Tras muchas ecuaciones, revisiones y quebraderos de cabeza, y viendo que no sabía como solucionar ese “error”, introdujo una constante matemática, la “constante cosmológica” para lograr que el Universo se estuviera quieto de una vez.
Poco tiempo después, Hubble anunciaba su descubrimiento y Einstein tuvo que admitir que la constante cosmológica había sido la mayor metedura de pata de su vida.
¿Lo fue? Más adelante veremos que no está tan claro, quizás sea finalmente su triunfo póstumo más esplendoroso. En cuanto a Hubble, el telescopio que lleva su nombre ha hecho unas observaciones tan impresionantes que ha logrado desbancar en popularidad al propio astrónomo, al menos en Internet.
El descubrimiento de Hubble también fue el origen de la teoría del Big Bang.
Einstein mirando a través del telescopio de Hubble en Mount Wilson (1931)
El Big Bang no acepta preguntas (Teóricos 2 – Experimentales 2)
Hace poco me pusieron una multa por conducir contra dirección. Intentaba aparcar hacía rato y entré despacito por una calle estrecha, ignorando la enorme señal de prohibición, donde había visto un hueco. Nadie me había visto pero cuando volví me encontré con la multa en el parabrisas. No vi al policía que me la puso, pero estaba claro lo que había sucedido: al ver el coche aparcado en sentido contrario el policía dedujo que había entrado en el callejón contra dirección. El policía había rebobinado mentalmente el curso de los acontecimientos y había llegado a la conclusión correcta.
Así es más o menos cómo se originó la teoría del Big Bang. Desde el momento en que el astrónomo Hubble observó que el Universo se estaba expandiendo, los científicos rebobinaron mentalmente ese suceso y se dieron cuenta de que si los astros se están separando unos de otros esto significa que antes estaban más juntos, y cuanto más atrás en el tiempo, más cercanos estaban. Siguieron rebobinando hasta el principio de la “película” y llegaron a la conclusión de que al principio, toda la materia y energía del Universo se concentraba en un punto infinitamente pequeño y denso, que por motivos desconocidos un día estalló.
Big Bang y expansión del Universo. Fuente: Wikipedia
Y esto es lo que nos enseñaron en el colegio. De modo muy similar al credo cristiano sobre la creación del Universo en 6 días (y el séptimo descansó), no hay lugar para preguntas del tipo ¿por qué estalló? ¿qué había antes del Big Bang? Se nos dijo que era incorrecto preguntarse eso porque antes del Big Bang no había tiempo ni espacio. Ésta era hasta hace poco la ortodoxia de la cosmología moderna.
Sobre lo cual Andrei Linde comentó una vez:
“bien, pero no evitaréis que la gente siga pensando sobre ello”.
Y esto es lo que ha sucedido en los últimos tiempos: una nueva generación de físicos está trabajando con la mecánica cuántica para intentar comprender qué es lo que hizo bang, por qué, y de donde salió esa energía inicial tan explosiva. Ni big ni bang (Teóricos 3 – Experimentales 2)
Alan Guth fue otro hombre que elaboró una teoría a base únicamente de “pensamiento puro” o lo que es casi lo mismo, matemáticas. Se metió en la madriguera del Big Bang y se cuestionó lo incuestionable: ¿cuáles fueron las condiciones iniciales del Big Bang? Así dio con la teoría de la inflación.
Esta teoría parte de la base de que, bajo condiciones extremas, la gravedad puede cambiar su signo y comportarse de forma repulsiva. En un micro-instante una tremenda fuerza repulsiva provocó una expansión exponencial del tejido del espacio tiempo inflando literalmente el universo.
Tras ese instante inflacionario, el punto infinitamente pequeño que contenía todo el Universo había crecido hasta el tamaño de un pomelo.
La huella de la creación (Teóricos 3 – Experimentales 3)
La radiación de fondo de microondas. Fuente: NASA / WMAP Science Team
Una de las predicciones de la teoría de la Inflación es que la expansión del Big Bang tiene que haber dejado huella en el Universo en forma de calor, concretamente en forma de radiación de microondas, y eso fue lo que encontraron de pura casualidad en 1965, Arno Penzias y Robert Woodrow Wilson en los Laboratorios Bell, mientras construían una antena para realizar comunicaciones por satélite.
La antena detectaba un “ruido térmico” de origen desconocido. Tras descartar que hubiera interferencias en forma de ratones o pájaros, encontraron la prueba que Guth necesitaba. (Y sí, se llevaron el Nobel). Lawrence Krauss suele bromear en sus conferencias afirmando que:
“le dieron el Nobel a dos tipos que no tenían ni idea de lo que estaban haciendo”.
El universo se acelera (Teóricos 3 – Experimentales 4)
En 1998 los investigadores se quedaron con la boca abierta. Dos equipos independientes habían diseñado un sistema de observación para calcular la tasa de RALENTIZACIÓN en la expansión del Universo. Era lo lógico: tras la expansión provocada por el Big Bang, la gravedad debía estar frenando su velocidad. Pero los resultados no fueron los esperados. Revisaron mil veces sus cálculos en busca de fallos pero la conclusión estaba clara: la velocidad de expansión no sólo no se estaba ralentizando, ¡sino que se estaba ACELERANDO!
A los físicos teóricos el descubrimiento les agarró con el paso cambiado, y se lanzaron masivamente a investigar cuál podía ser esa fuerza misteriosa que provoca la expansión acelerada del cosmos. De ahí nació el término “energía oscura”, una fuerza repulsiva (en oposición a la fuerza atractiva de la gravedad) que constituye el 68’3% del total de energía y materia del Universo.
Por cierto que la materia ordinaria (átomos, fotones…)sólo representa un 4’9% del total, mientras otra misteriosa entidad, la materia oscura supone un 26’8% de todo lo que hay en el Universo.
“No somos muy buenos con los nombres. Cuando no tenemos ni idea sobre algo lo bautizamos como oscuro”- han comentado varios físicos – “El término oscuro es una medida de nuestra propia ignorancia”. Por suerte, los teóricos son capaces de reírse de sí mismos. La venganza de Einstein (Teóricos 4 – Experimentales 4)
Cuando los investigadores realizaron los cálculos para conocer el alcance de la supuesta energía oscura, responsable de la aceleración del universo, se toparon con una posibilidad que les resultó inmediatamente familiar: la constante cosmológica de Einstein, que es un valor de la densidad de energía en el vacío capaz de contrarrestar la fuerza de la gravedad. La misma constante cosmológica que mucho tiempo antes Einstein había calificado de gran metedura de pata. Alucinante.
La constante cosmológica trae de cabeza a todos los cosmólogos del mundo. Sus cálculos indican que debería ser mucho mayor, pero en realidad tiene un valor minúsculo. Si fuera ligeramente mayor, las galaxias y planetas no se habrían formado jamás. Si fuera un poco menor, el cosmos habría colapsado por la fuerza de la gravedad. Es lo que se conoce como el “ajuste fino” del Universo. No hay futuro
De modo que una fuerza de repulsión está ganando la batalla a la atracción de la gravedad. No importa cuánto se esfuercen las partículas, los planetas, las galaxias en atraerse las unas a las otras, hay otra fuerza que está expandiendo el mismísimo tejido del espacio tiempo y las aleja entre sí.
Si adelantamos la película del cosmos, el futuro pinta muy negro: lo más probable, si la expansión no se detiene, es que el cosmos acabe desgarrándose, haciéndose añicos por la separación de la materia. Primero caerán las galaxias, luego los sistemas solares y los planetas, y con ellos la vida. Luego las moléculas serán desgarradas, así como los átomos. Sólo un puñado de partículas fundamentales sobrevivirán, vagando por un espacio-tiempo totalmente negro. A esta posibilidad se le llama el “Big Rip”.
A no ser que…. La inflación eterna en la bañera cósmica
El trabajo de Guth sobre los orígenes del Big Bang evolucionó con la ayuda de otros teóricos que se plantearon por qué la inflación se detuvo abruptamente en el Universo. Llegaron a la conclusión de que, en realidad, el proceso inflacionario continuó en algunas regiones del espacio mientras que en otras se detuvo, en un proceso eterno. Como pompas de jabón formándose continuamente en una bañera cósmica, infinidad de universos estarían naciendo constantemente, muchos con propiedades físicas completamente distintas al nuestro, otros incluso exactamente iguales al mundo que conocemos, con clones de nosotros mismos haciendo vaya usted a saber qué.
El multiverso explicaría de paso el problema del ajuste fino del Universo: si hay infinidad de Universos, cada uno con distintos valores para la gravedad, el electromagnetismo, la energía oscura… Bien, no es extraño que vivamos en el Universo que tiene los valores correctos para la formación de estrellas, planetas y vida, porque de no ser así no estaríamos aquí para hacernos estas preguntas. Este razonamiento se conoce como el principio antrópico, y es bastante controvertido. Roja, penalti y expulsión
Una fuerte prueba a favor de la inflación eterna y la hipótesis de los multiversos podría llegar de la observación de las ondas gravitacionales primigenias. Diversos experimentos están intentando detectar deformaciones en el mismo tejido del espacio-tiempo originadas por la violencia del Big Bang.
El 17 de marzo de 2014, investigadores del telescopio Bicep2 anunciaron la detección de estas ondas, con los valores exactos que predice la teoría de la inflación eterna. Incluso se filmó un vídeo anunciando la noticia a Andrei Linde en directo en su propia casa. El viejo físico se emocionó y el vídeo se hizo viral en YouTube.
Pero los experimentales le hicieron, sin querer, una mala jugada al viejo teórico. Posteriores comprobaciones demostraron que lo que se pensaba que eran ondas gravitatorias eran en realidad señales de, literalmente, basura cósmica, o sea, polvo y poco más.
Esto no significa que en un futuro cercano no puedan detectarse las ondas primordiales del Big Bang. Recientemente el experimento LIGO ha realizado un descubrimiento histórico, con la detección de otro tipo de ondas gravitacionales originadas por la fusión de dos agujeros negros. Pero la falsa alarma de las ondas primigenias supuso en aquel momento una gran decepción para los teóricos y una situación bastante embarazosa para los experimentales. Tiempo de descuento
Puede que el próximo gran descubrimiento venga de la mano de los experimentos del CERN, o del sucesor del telescopio Hubble, el James Webb. O quizás los teóricos de la teoría de cuerdas desarrollen una ecuación maestra que unifique la relatividad de Einstein y la física cuántica en una gran teoría del todo.
Lo que es indudable es que las teorías deberán ser demostradas experimentalmente, y jamás serán 100% definitivas, porque no se puede descartar una hipotética observación futura que desmienta la teoría.
Es por esto que en ciencia las teorías son eso, teorías. La ciencia jamás afirma que una teoría es verdadera, solo es válida o aceptada hasta que alguien o algo demuestre lo contrario.
Terrassa ha acollit aquest cap de setmana la IX Jornada de Divulgació de la Relativitat a l’Escola d’Ingeniers (ESEIAAT), organitzada per l’Agrupació Astronòmica de Terrassa i Planeta da Vinci
El ressò de les ones gravitatòries ha donat un caràcter extraordinari a aquesta edició
Ni un seient buit: amb 300 inscrits l’edifici històric de la UPC ha quedat petit.
El 24 de febrer del 1923, Albert Einstein va visitar Terrassa. En aquella època ja era el científic més famós de la història, després que es confirmés experimentalment un aspecte de la teoria de la relativitat mitjançant l’observació dels estels durant un eclipsi. I precisament el dia 11 de febrer d’enguany, s’ha confirmat una altra predicció de la seva teoria: l’existència de les ones gravitatòries.
Per això l’organització de la Jornada ha hagut de realitzar canvis d’última hora i introduir la ponència de Carlos F. Sopuerta, de l’Institut de Ciències de l’Espai per ajudar a entendre les implicacions d’aquest històric descobriment.
El professor Sopuerta ha definit les ones gravitatòries com “deformacions en l’espai-temps generades per masses en moviment”, que canvien la geometria de l’espai-tems en funció de l’amplitud d’ona.
Per detectar ones gravitatòries es necessiten masses en caiguda lliure (no sotmeses a altres forces) i instruments de monumental precisió. L’alteració de l’espai-temps que ha detectat l’instrument LIGO equival 1/1000 del mida d’un nucli atòmic.
De la mateixa forma que hi ha diferents tipus de llum, existeixen diversos tipus d’ones gravitatòries segons la seva freqüència. Per detectar-les a la Terra, la seva freqüència no pot ser inferior a 1Hz, ja que les freqüències inferiors es confondrien amb els moviments sísmics. Per això s’ha construït un detector a l’espai, el LISA PATHFINDER de l’Agència Espacial Europea, on són petites masses flotants (en caiguda lliure) dins del satèl·lit les que actuen de detector de les ones gravitatòries.
El llançament del LISA PATHFINDER es va realitzar el 3 de desembre de 2015 i ara es troba a 1,5 milions de km de la Terra. L’equip de Carlos F. Sopuerta de l’ICE de Barcelona ha dissenyat diversos dispositius i sistemes d’aquest projecte, com ara l’ordinador que controla l’experiment (LPT), el sistema operatiu o els sistemes de diagnòstic tèrmic i magnètic.
La segona ponència ha anat a càrrec de Jordi Mompart, del Departament de Física de la Universitat Autònoma de Barcelona, que s’ha centrat en l’aplicació tecnològica de les estranyes propietats de la mecànica quàntica, com ara la superposició d’estats i l’entrellaçament quàntic. Per molt abstracte que pugui sonar, els avenços tecnològics a partir de la la utilització de partícules sub-atòmiques ja s’està portant a terme, i poden suposar una veritable revolució en camps com la criptografia, la computació quàntica i els rellotges atòmics.
Isabel Fernández, de facultat de física de la Universitat de Barcelona, ha fet la darrera ponència de la jornada, parlant de la construcció dels anomenats “metamaterials”: matèria artificial creada al laboratori on les partícules fonamentals són minúsculs circuits (meta-àtoms), amb l’objectiu de simular, per exemple, el comportament de la llum al voltant d’un forat negre. Les aplicacions pràctiques dels metamaterials són tan increïbles com la possible futura consecució de la invisibilitat de la matèria.
La investigació dels físics que estudien l’Univers no té doncs una finalitat purament teòrica, cadascuna de les eines que creen tenen aplicacions posteriors en la societat. Com ha dit Jordi Mompart durant la jornada: “quan portes la tecnologia al límit, les aplicacions surten per sí soles.”
Aparecen una y otra vez en la mayoría de documentales, conferencias y vídeos de divulgación sobre cosmología y temas relacionados con el origen y el destino del universo. Al final, de tanto verlas, creo haber aprendido algo sobre ellas ;).
1 – Ultra Deep Field (Hubble)
Es la fotografía realizada por el telescopio Hubble de las galaxias más distantes jamás observadas.
Pero en astronomía mirar lejos es mirar atrás en el tiempo. La luz emitida por las10.000 galaxias de esta imagen se originó hace 13 mil millones de años, “tan solo” unos 800 millones de años tras el Big Bang.
Nunca antes el hombre había “viajado” tan lejos en el espacio y en el tiempo.
2 – Radiación de fondo de microondas
Se trata de la radiación de microondas que nos llega como el eco de la gran “explosión” del Big Bang…¡La misma radiación que provoca el ruido en una radio mal sintonizada!
Varios científicos experimentales midieron esta radiación de fondo proveniente de todos los puntos del espacio para formar este mapa, o atlas, del universo primordial.
Los distintos colores de la radiación indican pequeñas variaciones de temperatura en las distintas regiones de un universo en el que ni siquiera existían las partículas de materia. Lo más significativo de esto es que, en las simulaciones informáticas, las zonas más calientes se corresponden con las ubicaciones donde se formaron posteriormente galaxias y clusters de galaxias.
Por lo tanto, el mapa de la radiación de fondo cósmica no sólo sería la mejor prueba del Big Bang, sino también de la teoría inflacionaria del cosmos, de la que hablaremos a propósito de la tercera imagen.
Por cierto, uno de los teóricos más importantes de la teoría de la inflación, Andre Linde, dijo (durante una reciente charla en el Seti Institute) que tras ver el mapa de la radiación de microondas pensó que nunca más volvería a considerar menos importante el trabajo de los físicos experimentales en relación con el de los teóricos…Ya que jamás pensó que pudiera haber pruebas experimentales de su propia teoría.
3. Esquema de la evolución del universo
Esta ilustración muestra que tras el Big Bang hubo un periodo de crecimiento exponencial del universo, durante el cual el mismísimo tejido del espacio dobló su tamaño una y otra vez a cada instante; estamos hablando de la inflación cósmica.
La consecuencia más alucinante de la inflación es que , si lo he entendido bien, las fluctuaciones cuánticas primordiales también crecieron exponencialmente, y al final del proceso quedaron “congeladas”, dando lugar al comportamiento físico del mundo macroscópico. Se entendería así por qué hay tal disparidad entre las leyes de Newton y Einstein para “objetos grandes” y las de la física cuántica para las partículas sub-atómicas.
El otro momento de la ilustración que llama la atención es el que le da forma de campana al esquema, que indica la evolución en los últimos millones de años. El universo se estaría expandiendo de forma acelerada incluso ahora mismo, esto los físicos lo saben por pruebas experimentales, pero lo que no saben el por qué.
Una buena parte de la comunidad científica apuesta por la existencia de una energía oscura repulsiva que estaría apartando a las galaxias entre sí. Pero sobre la naturaleza y el funcionamiento de esta energía oscura no se sabe mucho por ahora. Un físico dijo un día medio en broma que cuando los científicos no tienen ni idea sobre un fenómeno le añaden el adjetivo “oscuro” y se quedan tan a gusto…
Pero lo cierto es que no se quedan a gusto hasta encontrar respuestas, nuevas imágenes que expliquen el origen y destino del universo.
Otras Fuentes 