Ecologia

Origen del Universo
Materia Oscura y Constante Cosmológica

Andrés Gomberoff Origen del Universo ¿Cuándo y cómo se originó el universo? Ésta ha sido siempre una de las preguntas fundamentales del hombre, siempre enfrentada desde distintas áreas del conocimiento. Sin embargo, en las últimas décadas hemos presenciado por primera vez un intento serio de hacerlo desde la ciencia básica. Esto sedebe a la luz que han arrojado sobre esta cuestión, distintas teorías y observaciones surgidas durante el siglo XX. Primero la Teoría de la Relatividad de Einstein mostró que la masa era otra forma de energía y que el espacio y el tiempo eran dos aspectos de un mismo ente: el espacio-tiempo. Luego su Relatividad General, concluyó que el espacio-tiempo es dinámico, se mueve, se curva, se dobla. Esto,debido a la presencia de materia (o cualquier forma de energía). La atracción gravitacional entre dos objetos es interpretada como el movimiento de uno de ellos en el espacio-tiempo curvado por el otro. Luego vino la Mecánica Cuántica de Heisenberg y Schroedinger, qué dilucidó el comportamiento del mundo atómico (y más tarde también algunos aspectos del mundo subatómico). En particular, porejemplo, esta teoría explicó porqué los electrones no se caen sobre los núcleos atómicos, cosa que no permitiría la existencia de la materia como la observamos. Más tarde vino la espectacular observación de Hubble: Las galaxias se alejan unas de otras. Pero si la materia en el universo se expandía, era por que en el pasado estaba toda muy cerca, muy densamente agrupado. Y mientras más atrás mayordensidad, hasta que llegamos a un instante en que toda la materia del universo estaba concentrada en una región de tamaño ínfimo: El Big-Bang. Con el Big-Bang nace el universo tal como lo conocemos. Cuando decimos “universo” no nos referimos sólo a la materia que en él existe, sino además al espacio y al tiempo. El Big-Bang es el nacimiento del espaciotiempo. Para entender el origen del universo,debemos por lo tanto utilizar tanto el comportamiento de las grandes masas de materia en el espaciotiempo (la relatividad general de Einstein) como el del mundo subatómico (la mecánica cuántica). Aquí es precisamente donde surge el misterio más grande de la física teórica del siglo pasado: la relatividad general y la mecánica cuántica son incompatibles. No podemos usarlas para estudiar el mismofenómeno. Es por esto que requerimos de algo nuevo. Una teoría distinta a todo lo conocido: la “Gravitación Cuántica”. Existen distintas visiones de cómo debiese ser esta hipotética teoría. La más popular hoy es la Teoría de Supercuerdas, donde los constituyentes fundamentales de la materia son pequeñas cuerdas cuyas distintas formas de vibrar dan cuenta de

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las distintas partículas elementalesque existen en el universo (y que incluyen al gravitón, responsable de la interacción gravitacional).

Materia oscura, Energía Oscura No todos los problemas de la cosmología están asociados a lo que sucedió la primera fracción de segundo en la vida del universo. Uno de estos problemas, y seguramente uno de los más importantes problemas actuales de la cosmología nació en la última década del sigloveinte. Por esos años se comenzó a acumular evidencia que el universo no sólo se expandía, sino además, que su velocidad de expansión está aumentando: la expansión acelerada del universo. La única forma de explicar este fenómeno dentro de la teoría de Einstein es a través de la existencia un fluido con propiedades muy especiales que llena el universo: la energía oscura. Para dar cuenta de laaceleración observada esta materia debe corresponder al 70% de la totalidad de materia existente en el universo. Esto no es demasiado gratificante. Menos aún si a esto agregamos el hecho que de acuerdo a otras observaciones, el restante 30% está constituido, casi en su totalidad, por materia oscura, esta es materia que no podemos observar más que por sus efectos gravitacionales, y que de acuerdo a...