Blog 
SEMICIRCULO
RSS - Blog de Alberto Requena Rodríguez

Archivo

  • 03
    Julio
    2016

    Comenta

    Comparte

    Twitea

    tecnología Murcia

    UNA ODISEA PLANA

    La teoría de la relatividad general, posibilitó estudiar el Universo como un todo. Es esta teoría formulada por Einstein, hace ahora 101 años, la que nos enseñó que la gravedad es una manifestación de la geometría del espacio-tiempo. Los distintos campos de materia e interacción ponen en juego energías y flujos cuya presencia origina una geometría en respuesta a aquéllos. En primera instancia, Einstein postuló que el Universo debiera ser eterno y estático y este modelo hubo que desecharlo. Según otra suposición de Einstein, sería isótropo (mismas propiedades en todas direcciones), que pueda parecer arbitraria, porque se observan a simple galaxias, estrellas, etc y homogéneo (mismas propiedades en todos los puntos). Así, las ecuaciones eran más fáciles de resolver. Eran ideas acertadas que se han confirmado a gran escala. Pues bien, para un Universo isótropo y homogéneo la teoría de la relatividad general postula tres posibles geometrías para el Universo: cerrado, plano y abierto. El Universo cerrado parte de un origen, se expande hasta un tamaño máximo y vuelve a colapsar debido a la gravedad. Una esfera cumple con estos requisitos. Un Universo abierto se expande de forma indefinida. Una silla de montar (paraboloide hiperbólico) responde a esta geometría. Un Universo plano es el límite entre el abierto y el cerrado.

     

    En un Universo cerrado si lanzamos dos haces de luz paralelos volverían al punto de partida, describiendo una trayectoria cerrada. Un triángulo sobre la superficie, sumará para los tres ángulos más de 180º (triangulo esférico). Por  contra, en un Universo abierto, el mismo experimento provocaría que los rayos paralelos divergirían y en un triángulo, la suma de ángulos interiores será menor de 180º. Por último, en un Universo plano, los dos rayos de luz paralelos, continuarían indefinidamente así y cualquier triángulo sumaría 180º para sus ángulos interiores y, por lo tanto, estaríamos en una geometría euclídea clásica. Quien condiciona la geometría del Universo es la energía presente en el momento en el origen. Si la densidad de energía hubiera sido muy elevada, la gravedad frenaría la expansión inicial y provocaría que el Universo revertiera,  colapsando y esto produciría una geometría cerrada.  Si, por el contrario, la densidad de energía en el origen fuera muy pequeña, la gravedad no es suficiente para frenar la expansión, con lo que el Universo sería abierto. En el caso de un Universo plano, el equilibrio entre la expansión y la reversión se fundamenta mediante una densidad crítica. La clave es la medida de la densidad del Universo. Se determina mediante la estimación de la energía de los objetos cosmológicos a partir del brillo que tienen y la gravedad que generan. Las fluctuaciones de la temperatura de la radiación cósmica de fondo es una alternativa, dado que depende de la densidad de energía del Universo.

     

    Las mediciones, cada vez más precisas nos llevan a que nuestro Universo es plano. Así, solo hay una densidad de energía posible en el origen y solamente podría diferir de la crítica en una cantidad superpequeña, exactamente en 10^(-62). Explicar esto no es nada fácil y está siendo uno de los destacados problemas de la Cosmología. Cuando los astrofísicos y los astrónomos midieron la cantidad de materia y energía del Universo y encontraron que era 0.049  la crítica. Pero con estos datos el Universo era abierto. Cambió la situación cuando se descubrió que en el Universo hay mucha más masa de la que se ve, al estar compuesta por partículas que no emiten o interactúan con la radiación electromagnética, por eso se ha denominado materia oscura. No sabemos lo que es, pero el efecto gravitatorio se percibe. Las galaxias no serían estables si no hubiera al menos 50 veces más masa de la que se aprecia a partir  del brillo galáctico.  Incluyendo materia oscura y ordinaria, llegamos a que una densidad 0.317 la crítica. Faltaba el resultado que del proyecto de las Supernovas, según el cual la expansión fue más lenta en el pasado, de forma que en la actualidad se ve acelerada. ¿Quién la provoca? La respuesta solo puede ser, el vacío, cuya energía produce repulsión gravitatoria en lugar de atracción. Se denomina energía oscura. Ahora, la densidad de energía es igual a la crítica y el Universo resulta ser plano.

     

    Denunciar
    Compartir en Twitter
    Compartir en Facebook