El hallazgo del Bosón de Higgs cierra un capítulo de la Historia de
la Ciencia y apunta, como ya publicó ABC hace unos días, a toda una
serie de nuevos avances científicos. Sin embargo, los investigadores
creen que muchas cuestiones seguirán envueltas en el misterio. He aquí
algunas de las más importantes y que siguen trayendo de cabea a los
investigadores de todo el mundo.
El hallazgo del Bosón de Higgs
cierra un capítulo de la Historia de la Ciencia y apunta, como ya
publicó ABC hace unos días, a toda una serie de nuevos avances
científicos. Sin embargo, los investigadores creen que muchas cuestiones
seguirán envueltas en el misterio. He aquí algunas de las más
importantes y que siguen trayendo de cabea a los investigadores de todo
el mundo.
1. Materia oscuraToda la materia que
conocemos, desde la terrestre a la de las más lejanas galaxias, responde
al mismo tipo de estructura fundamental. Está constituída por átomos,
que a su vez constan de partículas y que se unen para dormar los
distintos materiales que conocemos. Lo que distingue, por ejemplo, al
hidrógeno del hierro es que el núcleo de un átomo del hidrógeno contiene
un solo protón y un solo neutrón, mientras que un núcleo de hierro está
formado por 58 protones y 58 neutrones. Cada número corresponde a un
elemento diferente de la Tabla Periódica.
Sin embargo, desde hace
ya más de una década sabemos que toda esa "materia ordinaria", de la
que todos nosotros estamos hechos, sólo da cuenta de un 4% de la masa
total del Universo. El restante 96%, aunque nos pese, sigue siendo un
misterio. Pero los científicos han encontrado pruebas (indirectas) que
indican la presencia de "otro tipo" de materia, una tan extraña que ni
siquiera sabemos si está compuesta por átomos. A falta de más datos, la
llamamos "materia oscura". Es por lo menos seis veces más abundante que
la materia ordinaria y sólo sabemos de su existencia por los efectos
gravitatorios que produce en la materia que sí podemos ver. La materia
oscura añade, por lo menos, otro 23% a la masa total del Universo.
Los
astrónomos creen que muchas galaxias, incluída la nuestra, están
rodeadas por halos de materia oscura, lo que hace que las estrellas de
las regiones exteriores de esas galaxias orbiten mucho más rápido de lo
que lo harían teniendo en cuenta solo la materia que podemos ver.
Andrómeda, por ejemplo, la galaxia más cercana a nuestra Vía Láctea (se
encuentra a 2,5 millones de años luz) se dirige hacia nosotros a más de
320.000 km. por hora. Un movimiento que sólo puede deberse a la acción
de la gravedad. Sólo que, para causar ese avance, nuestra galaxia
debería ser diez veces mayor de lo que es.
2. Energía oscuraSumando
materia ordinaria (4%) y materia oscura (23%), seguimos teniendo sólo
un 27% de la masa total del Universo. De qué está hecho, pues, el 73%
restante? La respuesta es aún más misteriosa que la materia oscura del
apartado anterior. Se trata, dicen los investigadores, de "energía
oscura", cuyo descubrimiento data de 1998. Fue entonces cuando, después
de un estudio de diez años sobre varias supernovas, los astrónomos se
quedaron de piedra. Algunas de ellas estaban tan distantes que cuando su
luz empezó a viajar hacia la Tierra el Universo apenas si tenía una
fracción de su edad actual. El objetivo del estudio era medir si había
fluctuaciones en la tasa de expansión del Universo, lo cual serviría
para afinar los cálculos sobre su edad, estructura y destino final.
El
resultado del estudio fue totalmente inesperado. Los científicos, en
efecto, esperaban ver una ligera ralentización en la velocidad de
expansión. En lugar de eso, hallaron justo lo contrario: en lugar de
retrasarse, la expansión del Universo se estaba acelerando. La única
explicación posible fue recurrir a una suerte de fuerza capaz de
oponerse (y de vencer) a la gravedad.
Ese nuevo y misterioso
ingrediente fue bautizado como "energía oscura" y muy pronto resultó
evidente que esa energía se encontraba por todas partes, y que su acción
"antigravitatoria" era mucho mayor que la fuerza de gravedad combinada
de toda la materia, tanto de la ordinaria como de la oscura. De hecho,
la energía oscura se considera responsable del 73% de la masa del
Universo.
3. AntimateriaAdemás de la ordinaria y de la
oscura hay, que se sepa, por lo menos otra clase de materia, y tan
distinta de la ordinaria (de la cual estamos todos hechos) que es
incompatible con ella. Se trata de la antimateria. La antimateria es,
aparentemente, idéntica a la materia «normal». De hecho, no puede
diferenciarse de ella a simple vista. Pero si un átomo de antimateria
entra en contacto con otro de materia, ambos se aniquilan en una fuerte
explosión de energía.
Si un hombre pusiera pie en un planeta
hecho de antimateria, se desintegraría al instante. Los modernos
laboratorios de física son capaces, desde hace algunos años, de
«fabricar» átomos de antimateria. Algunas teorías postulan la existencia
de galaxias enteras hechas de antimateria. Galaxias que, si alguna vez
llegaran a entrar en contacto con la nuestra, provocarían un cataclismo
cósmico como jamás se ha visto.
La cuestión es que, a pesar de
que las teorías actuales predicen que el Big Bang habría tenido que dar
lugar a la misma cantidad de materia que de antimateria, parece que todo
cuanto nos rodea está hecho de materia "normal". Dónde está, pues, la
antimateria que falta? Es posible, dicen algunos, que en el origen se
generara un exceso de materia y que todo lo que vemos sea lo que queda
despuñes de que toda la materia y antimateria original se aniquilaran
entre sí. Otros, sin embargo, piensan que muchas de las galaxias que
podemos ver a través de nuestros telescopios podrían estar hechas de
antimateria. ¿Quién tiene razón? Es pronto, muy pronto, para saberlo.
4. ¿Cuál será el destino del Universo?El
Universo, como demostró el astrónomo Edwin Hubble en 1929, se expande
en razón de una constante que él mismo calculó. A cada minuto que pasa
se hace más grande. Expansión que además, como hemos visto, se está
acelerando en virtud de la "energía oscura". Eso significa que hace una
hora el Universo era más pequeño, que hace un mes lo era aún más. Hace
miles de millones de años, debió de existir un momento muy especial en
que todo el Universo estuvo contenido en un punto microscópico, un punto
que, de alguna manera, comenzó a expandirse y cuya expansión continúa
en la actualidad.
La pregunta es: ¿Continuará para siempre este
proceso de expansión? ¿O se detendrá alguna vez para dar inicio a una
fase de contracción? El destino del Universo, como se sabe desde hace
décadas, depende en gran medida de la cantidad de materia y de energía
oscura que haya en él. Porque la materia es responsable de la fuerza de
gravedad y la gravedad tiende a reunir la materia, es decir, se opone
frontalmente a la fuerza de la expansión que pugna por separarla.
Más
materia significa más gravedad, y la gravedad, si es lo suficientemente
fuerte, es lo único que podría frenar el actual proceso de expansión y
dar lugar a un periodo de contracción (Universo cerrado). Menos materia
significaría menos gravedad, en cuyo caso la expansión continuaría
eternamente, hasta que se apagara la última estrella en un Universo
frío, oscuro y desolado (Universo abierto).
Pero si la cantidad
de materia resultara ser la justa, entonces podríamos mantenernos en la
línea intermedia entre estas dos soluciones (Universo plano). Lo que hay
que hacer, resulta evidente, es calcular de una vez cuánta materia (y
de qué clase) hay exactamente a nuestro alrededor.
5. ¿Existen otros Universos?Hace
apenas un siglo aún creíamos que la Tierra era el centro de todo lo que
existe. Hoy, sin embargo, los espectaculares avances del conocimiento
científico nos han exiliado a un apartado rincón de una galaxia que no
tiene (aparte de nosotros mismos) nada de especial con respecto a las
demás. Y puede que pronto tengamos que hacer lo propio con el concepto
mismo de Universo. Universos cíclicos, Universos burbuja... existen
varias descripciones matemáticas que sugieren que el nuestro no es el
único Universo posible. No sólo eso, sino que podrían haber existido
otros universos antes que el nuestro, y podría haber otros que nacieran
después de que el que conocemos haya desaparecido.
Algunas
teorías llegan incluso a sostener que, probablemente, existen otros
universos contemporáneos, desarrollándose al mismo tiempo que el
nuestro. El secreto de los universos paralelos se oculta, una vez más,
en las condiciones que originaron el Big Bang. ¿Por qué motivo de la
Gran Explosión habría tenido que surgir un sólo Universo? ¿Por qué no
dos, o diez, o un número infinito de ellos? ¿No pudo haber en el origen
múltiples burbujas y ser nuestra realidad en expansión sólo una de
ellas?
6. ¿Qué había antes del Big Bang?La mayoría de
los científicos opinaría que es absurdo plantear la cuestión porque,
entre otras cosas, con el Big Bang también surgió el tiempo, y «antes»
es un concepto temporal que no puede aplicarse fuera del propio tiempo.
Sin embargo, según ciertos cálculos, abordados en principio por un grupo
reducido de «disidentes» sobre la posible existencia de «otros»
universos, (cálculos que hoy empiezan a gozar de la aceptación general)
la pregunta vuelve a encontrar sentido. Hay varias teorías sobre el
«antes». La más extendida de ellas dice que nuestro universo podría
estar «rebotando» sobre sí mismo, como una burbuja que se hincha y se
deshincha, y que el Big Bang podría ser sólo el momento inicial de uno
de esos rebotes.
Esta teoría implica la necesidad de que el
Universo actual sea «cerrado», es decir, que la gravedad venza a la
fuerza de expansión y provoque el comienzo de una etapa de contracción
que vuelva a terminar en un punto, como el original, de infinita
densidad. Algo que, por otra parte, parece no estar sucediendo. Según
esta teoría, el nuestro sólo sería un ciclo más en medio de un número
indeterminado de ciclos. Eso sí, un ciclo muy especial, en el que se han
dado las condiciones precisas para que surjan unos seres (nosotros)
capaces de preguntarse qué había antes del Big Bang.
7. ¿Hacia dónde va nuestra galaxia?Como
hemos visto, en el Universo todo se mueve, y no cabe duda de que, en
términos generales, las galaxias se alejan las unas de las otras. Pero,
dentro de este esquema existen otros movimientos, más concretos,
provocados por otras fuerzas, probablemente gravitatorias, cuyo origen
aún se desconoce. Nuestra galaxia, por ejemplo, junto a todas sus
vecinas del Grupo Local de galaxias (unas veinte) se dirige a toda
velocidad hacia el cúmulo de Virgo. No sería ésta la dirección lógica si
siguiéramos, lisa y llanamente, las leyes de la expansión. ¿Qué nos
atrae entonces hacia allí? ¿Qué misteriosa fuerza puede alterar el rumbo
de todo un grupo de galaxias en el espacio?
Partamos desde el
principio. Para calcular el movimiento del grupo de galaxias al que
nosotros mismos pertenecemos, un observador situado en la Tierra debe
tener en cuenta la superposición de varios movimientos «menores», como
por ejemplo los 30 km/s de la Tierra en su órbita alrededor del Sol, los
230 km/s de todo el Sistema Solar alrededor del centro de nuestra
propia galaxia o los 90 km/s a los que La Vía Láctea (nuestra galaxia)
es atraída hacia su vecina más próxima, la galaxia de Andrómeda.
Descontados
dichos movimientos, aún queda otro, de 600 km/s, de nuestra galaxia (y
de todas sus compañeras del Grupo Local) hacia el Cúmulo de Virgo. Sin
embargo, se ha comprobado que el Cúmulo de Virgo no puede ser
responsable de todo este movimiento, ya que él mismo también se mueve en
la misma dirección. Sea lo que sea lo que nos atrae, también atrae al
cúmulo de Virgo. El siguiente candidato a «culpable», por el simple
hecho de que está en la dirección hacia la que nos dirigimos, fue el
supercúmulo Hidra-Centauro.
