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Asunto:[debunker] La enigmatica energia oscura?
Fecha: 17 de Mayo, 2002  15:08:48 (+0200)
Autor:illuminati <illu03 @.......com>

La enigmatica energia oscura?
Por Karen Wright

En enero de 1917, Albert Einstein estaba poniendo
los toques finales a su teoria de la relatividad
cuando decidio hacer una pequeña trampa. El hombre 
que dijo, que la imaginacion es mas importante que la 
sabiduria estaba tratando de utilizar una nueva teoria
para resolver una antigua incognita del cosmo, y no
lograba hacerlo. Bajo la leyes de Newton, las extrellas
y otros cuerpos celestes se atraen debido a la fuerza 
de gravedad. Una propulsion de contrapeso, como una
gran explosion, podria vencer esa atraccion, pero
una vez que se disipara, la gravedad volveria ajuntarlo
todo. En cualquier caso, la materia en el universo tendria 
que estarse moviendo, ya fuera expandiendose o agrupandose
en una especie de bola cosmica.

Pero el universo que conocieron Newton y Einstein era 
un lugar estable y sumiso. La Via Láctea era la unica 
galaxia en los alrededores, y sus estrellas parecian 
estar fijas en el firmamento. La aparente inmovilidad 
del cielo nocturno dejaba perplejo a Newton, y hasta 
una teoria tan poderosa como la relatividad no podia 
explicarla. Por eso Einstein añadió un término arbitrario 
a sus ecuaciones. Matemáticamente, actuaba como una 
fuerza repelente dispersa por todo el universo. Cuando 
la gravedad atraia, dijo, esta fuerza repelia en igual 
medida, llamo a esto el factor lambda y eventualmente 
se le conocio como la constante cosmologica.
Einstein nunca estuvo satisfecho con lambda, porque no 
pudo señalar ninguna evidencia teórica o experimental 
de su existencia. Mas tarde en su vida dijo que éste 
habia sido su mayor error. "Hay que admitir" escribio, 
"que lambda no estuvo justificada por nuestros conocimientos 
actuales de la gravitacion" Pero la imaginacion de Einstein 
siempre fue más poderosa que los conocimientos de su época, 
y ahora, cerca de un siglo más tarde, su error está comenzando 
a parecer otra manifestación de su genio sobrenatural.
En los ultimos 75 años, los astrónomos han revisado 
en forma radical el concepto de cosmos. Edwin Hubble mostro, 
en 1929, que el universo no era estático, sino que se expandia. 
Se hallaba en crecimiento todo el tiempo, como si una explosion 
primigenia estuviera llevando su contenido hacia el exterior. 
Esa explosion primigenia llego a ser conocida como la Gran 
Explosion o Big Bang, y el universo en expansion fue el 
resultado de esa teoria. Durante 50 años reinó la cosmologia 
de la Gran Explosion.
Pero hace tres años, la luz de distantes estrellas moribundas 
revelaron que los limites del espacio se están expandiendo 
a una velocidad cada vez mayor. Tal parece que el cosmos no 
solo está creciendo, sino que hace cada vez más rápido. Cuanto 
más crece el universo, rnas de prisa crece. Alguna fuerza 
omnipresente de repulsion está acelerando ese crecimiento, y 
no parece haber un limite. Esa misteriosa propulsion se asemeja 
mucho a lambda.
Los cosmologos actuales llaman a esta fuerza energfa 
oscura: "oscura" porque podria ser imposible de detectar, 
y "energia" porque no es materia, que es La unica otra 
alternativa. Pese a sus siniestras connotaciones, la energia 
oscura es la Iuz que podria guiar a los fisicos hacia una 
"teoria final":
la unificacion de todas las fuerzas conocidas, desde aquellas 
que mantienen juntos los componentes de los átomos hasta la 
gravedad que da forma al espacio. Mientras tanto, la teoria de 
la energia oscura ha ayudado a reconciliar una desconcertante 
serie de recientes observaciones sobre la forma y composicion 
del cosmos.
En realidad, el futuro de la fisica y el destino del universo 
podrian depender finalmente de un tipo de antigravedad que hasta 
el momento ha sido simple conjetura. Los expertos creen saber 
qué papel juega la energia oscura en el cosmos. Ahora lo que 
tienen que averiguar es qué es la energia oscura.
Hubble y otros astronomos descubrieron la expansion del universo 
observando que las galaxias se están alejando cada vez más unas 
de otras. Hubble pudo seguir este movimiento mediante un fenómeno 
ilamado desviacion hacia el color rojo, en el que la luz visible 
de las estrellas se alarga con longitudes de onda más largas (hacia 
el final del espectro de luz visible) mientras se mueve a traves 
del espacio en expansion. La cantidad de desviacion hacia el rojo 
depende de la velocidad de la expansion cosmica y de la distancia 
del observador con respecto a la galaxia.
Einstein, Newton y la mayoria de los fisicos, habian asumido que 
la gravedad frenaria la expansion. Pero décadas despues del 
descubrimiento de Hubble, los astronomos seguian tratando de medir 
la supuesta desaceleracion.
La respuesta llego a finales de los años 1990 de telescopios gigantes 
que estudiaban la Iuz de estrellas que morian en espectaculares explosiones 
llamadas supernovas.
Las supernovas están entre los eventos más brillantes del cosmos, 
y pueden ser vistas a grandes distancias. Debido a que a luz de las 
supernovas mas distantes debe viajar durante miles de millones de 
años para llegar a nuestros telescopios, los astronomos pueden 
estudiar su desviación hacia el rojo para tener un registro histórico
de expansion que se remonta a miles de millones de años
En una reunion en Washington, D.C., hace tres años, un equipo de 
investigadores del Laboratorio Lawrence Berkeley demostró que Ia 
luz de las supernovas muy distantes se expande menos de lo que se 
predijo, teniendo en cuenta la velocidad actual de expansion. 
Aparentemente, el universo se expandia con mayor lentitud en el 
pasado que hoy. La expansion no está frenando como se esperaba; 
se está acelerando. El hallazgo contradice la intuicion, y estuvo 
basado en una nueva metodologia. Pero al mismo tiempo, un segundo
grupo de estudios con telescopios espaciales, dirigidos por Brian 
Schmidt y Robert Kirshner, del Centro de Astrofisica Smithsoniano-
Harvard, llego a la misma conclusion.
"Parecia que habiamos cometido algun error", dice Kirshner. "La 
constante cosmologica tenia muy mal aspecto. Si Einstein se habia 
equivocado, Qué nos hacia pensar que pudiéramos hacerlo mejor?.
"Estaba atonito", dice el cosmologo Michael Turner, de la Universidad 
de Chicago, recordando su primer encuentro con la evidencia en la
reunion de Washington. "Sin embargo, todo adquirio sentido. Esta era 
la respuesta que hablarnos buscado"
Turner buscaba la manera de resolver resultados incompatibies que 
iban surgiendo de otros experimentos que describian el estado del 
cosmos. Un grupo de estudios trato de determinar la forma del
universo, calculando la densidad de la materia que lo conformaba. 
Einstein habia demostrado que la materia conforma el espacio en 
formas predecibles, por lo que universos con materia de diferentes 
densidades deberian tener formas diferentes. Sus teorias permitieron 
concebir tres formas: curvatura negativa, en la que el universo parece 
una silla de montar; curvatura positiva, en la que el universo es 
esferico y plana, la menos probable. en la que la densidad general 
de la materia no curva el espacio, y los fotones viajan en lineas 
rectas. No es que el espacio plano sea bidimensional; sino que, 
simplemente, no es curvo. Cada forma corresponde a una densidad de 
materia denotada por el simbolo omega. Para crear un universo plano, 
la materia debe alcanzar una densidad llamada critica, que significa 
que omega es igual a uno. 
En un universo de curvatura negativa, omega es menor que uno y en un 
universo esférico, omega es mayor que uno. Los astronomos han tratado 
de determinar el valor de omega y distinguir entre estas diferentes 
geometrias, midiendo la forma en que el espacio curva los rayos de luz. 
La luz que tratan de medir no es visible; es una radiacion de microondas 
que quedo de la Gran Explosion, y que brilla en los confines mas alejados 
del universo. Distorsiones en esa señal de microondas pueden revelar la 
forma del espacio intermedio.
En un universo de curvatura negativa, distintas zonas del fondo 
de microondas lucirian mas pequeñas de lo que se predice. Un universo 
esferico agrandaria las zonas de radiacion de fondo. En un universo 
plano, las zonas de radiacion de fondo se verian mas cercanas al tamaño) 
esperado.
Estudios recientes de radiacion de microondas de fondo habian sugerido 
que el universo es plano. Pero la primavera pasada, datos enviados por 
instrumentos desde globos sobre Texas y Antartica provehieron evidencia 
convincente. Las diminutas fluctuaciones en la radiacion fueron del 
tamaño anticipado. Las medidas más precisas revelaron que la forma del 
universo es plana; tiene densidad critica, y omega es igual a uno.
Lamentablemente, estos hallazgos no coinciden con resultados de 
inventarios de materia en el universo. Se puede deducir la densidad de 
la materia a partir de sus efectos gravitacionales regionales sobre 
la luz y la evolucion de las galaxias. Cuando los astronomos utilizan 
estos métodos para calcular el contenido del cosmos, todos los seres 
vivos, planetas, galaxias y gases juntos, no Ilegan a formar ni un 
décimo de la densidad predicha por los datos de microondas de base. 
Incluso los estudios más exhaustivos, que incluyen exóticas formas 
de materia recién descubiertas, encuentran solo una tercera parte de 
la densidad critica. No hay suficiente materia para explicar la 
planicie que observan los astronomos. Improbable como pueda parecer, 
Turner opina que el universo parece estar formado principalmente por 
vacio.
‘Y ese descubrimiento" dice el fisico Steven Weinberg de la Universidad 
de Texas, "podria ser considerado como el descubrimiento más fundamental 
de la astronomia".
Weinberg es un fisico especializado en particulas que ha ganado 
el premio Nobel, y ha pasado la mayor parte de su vida describiendo formas 
teoricas de energia que aun no han sido descubiertas. La discrepancia 
entre los conteos de microondas y materia lo intrigo, porque sabia que la 
energia puede dar forma al espacio de la misma forma en que lo hace la 
materia. Un universo plano, o de cualquier otra forma, bien podria estar 
moldeado por materia y energia. Einstein habia reconocido esta posibilidad 
cuando percibio que la energia y la materia son esencialmente equivalentes, 
como en E=mc2. Por tanto, sabia que la energia podria constituir los dos 
tercios de densidad critica que faltaban.
y a diferencia de Einstein, Weinberg y otros teoricos nunca renunciaron 
por completo a la antigua idea de Ia constante cosmologica: una energia 
dispersa en el espacio vacuo.
A medida que la mecánica cuántica maduraba durante la mitad del 
siglo pasado, comenzo a parecer posible que el aparente vacio podria tener 
alguna energIa en éI. Los teoricos han bautizado al vacio hipotético como
energia lambda, en honor al error de Einstein. Y hace mucho que se han 
percatado de que, si existe energia en el vacio, tiene un efecto de 
repulsion que podria hacer que el universo se acelerara.
Pero si alguna forma exotica de energia repelente compone dos
tercios de todo lo que existe en el universo, debe ser muy debil. De 
otro modo, sus efectos se hubieran hecho evidentes hace mucho tiempo. 
La misteriosa lambda debe de estar trabajando a través de grandes 
distancias, a una escala cosmica.
Esa fue la naturaleza de la epifania de Turner en Washington 
hace tres años. La luz de remotas supernovas mostraba que una fuerza 
repelente desconocida estaba acelerando la expansion del universo. Y 
los datos de las microondas y los estudios sobre la materia solo 
respaldaban esa posibilidad. Todo apuntaba hacia la presencia de un 
tipo de energia que hasta el momento solo habia existido en teoria. 
Turner juntó todas las piezas del rompecabezas en el laboratorlo Lawrence 
Berkeley.
"El descubrimiento de un universo en aceleracion fue, al mismo
tiempo, la mayor sorpresa y el más anticipado descubrimiento en la 
astronomia" dice. Puso a la energia oscura en el mapa.
Asi es que el universo, alrededor del año 2001, es plano, está 
en proceso de aceleracion y está casi vacio. Y los astronomos están 
complacidos, porque un valor individual con la licencia de Einstein 
puede explicar todos estos atributos. Pero si la existencia de Ia 
energia oscura ha simplificado la comprension que tienen los cientificos 
del cosmos actual, también ha introducido muchas complicaciones. Una de 
ellas está vinculada con el destino del universo.
Antes de la teoria de la energia oscura, los astrónomos pensaban 
que el final del universo en expansion seria determinado por la densidad 
de la materia en él. Asi como la materia determinaba la curvatura del
espacio, también podria predecir la forma en que el espacio se 
expandiria, y si alguna vez se contraeria. Y cuando se creia que Ia 
expansion cosmica solo estaba causada por la Gran Explosion, se 
esperaba que la gravedad de la materia frenaria eventualmente, y tal vez 
hasta se revirtiera. En suma, la densidad determinaba el destino.
Basados en esas teorias, los astrónomos propusieron tres modelos 
para el destino del universo, cada uno correspondiente a una diferente 
geometria y densidad de materia. En cada posibilidad, la atraccion 
gravitacional de toda la materia del universo continua impulsada por 
la fuerza de la Gran Explosion.
Si omega es menor que uno, el universo sigue expandiéndose 
eternamente, pero cada vez mayor lentitud. Ese universo tiene Ia 
forma de una silla de montar y se llama "abierto si omega es mayor
que uno, la expansion universal frena y eventualmente se revierte, 
terminando por desplomarse en un choque cosmico. Ese universo es 
esférico y "cerrado". En un universo plano, donde la densidad de 
Ia materia es exactamente igual a uno, la expansion eventualmente 
frena casi por completo, pero nunca se revierte.
Pero si el universo esta compuesto principalmente por una 
energia repelente y ubicua, mas que por materia, su destino final 
no esta determinado por su forma. Antes creiamos que el y la geometria 
estaban conectados. dice Turner. "Pero eso solo se aplica si en el universo 
solo hay materia, una vez que hay energia oscura, el destino y la materia 
se desconectan. Podemos tener un universo cerrado que se expande eternamente 
y un universo abierto o plano que colapsa sobre si, la unica manera 
de imaginar el destino de un universo plano, vacio y en aceleracion, dice 
Turner, es aprender mas sobre la energia oscura que esta impulsando la 
expansion. Pero incluso al entrar a considerar la teoria de Einstein de 
la energia en el vacio, los fisicos tienen que tratar de resolver problemas 
que van desde lo numerico hasta lo filosofico. Por ejemplo, cuando tratan 
de calcular el valor de lambda, los teóricos sugieren un numero que tiene
120 Ordenes de magnitud en exceso. No 120 veces mas grande, sino 
10120 veces más grande. Concebir el universo conocido con una energia 
de vacio de tal potencia equivale a tratar de inflar un globo de agua 
con una manguera para incendios.
 "No puede ser correcto, dice Turner, si lo fuera, no podriamos 
ver mas alla de nuestras narices de lo veloz que seria la expansion 
del universo" La magnitud del error ha evidenciado lo mal que los 
fisicos comprenden ciertos aspectos de la gravedad. "Esa es la mayor 
verguenza en la fisica teorica". dice Turner.
y eso se hace aun más vergonzoso, porque los teoricos no 
pueden explicar por qué las densidades de la materia y la energia 
tienen un valor tan similar. Teoricamente, cualquiera de esas 
densidades podria variar desde cero hasta el infinito y su relación 
podria variar de acuerdo a ello. Es muy improbable que una este dentro 
de la misma orden de magnitud que la otra. El precario balance entre 
materia y energia que existe actualmente en nuestro universo "un 
tercio de materia para dos tercios de energia" parece tan improbable 
como el universo estatico que Einstein trato de describir. Y algunos 
encuentran esa improbabilidad particularmente dudosa, porque un 
universo dominado por energia oscura seria inhóspito para Ia vida. 
El exceso de energia impediria a la energia formar galaxia, estrellas 
y planetas. Sin embargo, estamos aqui.
La coincidencia ha hecho que hasta escépticos como Weinberg 
invoquen desesperados el principio antropico. Esa tautologia declara 
que la conciencia humana puede cuestionar los terminos necesarios para 
su existencia solo en on mundo donde esos términos se hayan cumplido. 
Si las condiciones fueran diferentes, no habria nadie para cuestionarias.
"No me gusta este tipo de argumento", admite Weinberg. "Pero 
no conozco ninguna otra explicacion que se acerque"
El principio antropico es un anatema para la mayoria de los 
fisicos. Algunos preferirian proponer una nueva fuerza	en el 
cosmos que volver a la prestidigitacion retórica.
Por ejemplo, Paul Steinhardt, de la Universidad de Princeton, 
ya ha descartado la constante cosmologica a favor de una nueva categoria 
de energia oscura que llama quintaesencia. El hecho de que la energia y 
la materia hayan llegado a un balance delicado es sospechoso, dice, 
solo si uno asume que no existe una comunicacion entre ambos. 
Steinhardt ha sugerido que la energia repelente siente la presencia 
de la materia y cambia su fuerza o distribucion para mantener un balance 
de densidades. Esta energia podria cambiar sus propiedades en el espacio 
y el tiempo. A diferencia de lambda, no estaria distribuida uniformemente 
y no se mantendria constante.
"Logicamente, siempre existió la posibilidad de que existieran 
tales campos" sostiene Steinhardt. "Pero no habia razon para mencionarlos 
porque ninguna teoria los requeria" Ahora que eso ha cambiado, Steinhardt
espera que la fisica experimental producirá pruebas de la quintaesencia en 
diminutas fluctuaciones de temperaturas en el fondo de microondas cosmico.

El satelite MAP, que se lanzara en junio, podria ser un instrumento
en la detección de esas señales. También se planean estudios más detallados 
de supernovas distantes.
Diferentes modelos de energia oscura harán diferentes predicciones 
sobre la evolucion de la aceleración del universo a lo largo del tiempo’~ 
dice Saul Perimutter, jefe del equipo del Lawrence Berkeley. Perimutter 
está patrocinando un plan para estudiar la aceleraciOn con un telescopio 
situado en el espacio, llamado SuperNova/Acceleration Probe o SNAP. 
"Queremos volver al pasado para averiguar cuándo el universo inicio 
su crecimiento"
Calcular Ia energia oscura también estimulará intentos por 
definir la teoria cuántica de la gravedad. La gravedad es la unica 
de las cuatro energias conocidas que ha eludido una descripción en 
términos de acumulaciones de fuerza llamadas cuantos. Los fisicos ya 
han podido reunir las otras tres -la fuerza fuerte, la fuerza débil 
y la electromagnetica-en el grupo cuántico. Pero, a diferencia de esas 
tres fuerzas, la gravedad opera a una escala muy diferentes a la de La 
mecánica cuántica. "La gravitacion gobierna los movimientos de los planetas 
de las estrellas", escribió weinberg en una reciente revision, 
pero es demasiado débil para tener un significado importante en 
los átomos, mientras que la mecánica cuántica, pese a ser esencial 
para comprender el comportamiento de los electrones en los átomos, 
apenas tiene efectos discernibles sobre el movimiento de las 
estrellas y planetas"
Con el descubrimiento de la energia oscura, los dos mundos 
chocan. En la aceleracion del universo podria haber algunas pistas 
sobre el comportamiento de pequeña energia de gravitación o cuantos. 
Las propias teorias de Einstein sobre la gravedad permiten que ésta 
tenga cierto efecto repelente. Por eso, dilucidar la naturaleza de la
energia oscura podria ayudar a los teóricos a llegar a una teoria 
final que unifique todas las fuerzas. Es por eso que los fisicos 
que estudian los confines más lejanos del espacio con poderosos 
telescopios han adquirido nuevo interés para los fisicos que 
conciben las teorias. "Es muy halagador para los astronomos" dice 
Kirshner, de Harvard. "Tenemos la atencion de los representantes 
más distinguidos de nuestro campo"
Pero no hay garantias de que la energia oscura brinde 
las respuestas eternas que ellos buscan. El improbable balance 
de energia y materia, y la fuerza de la energia en el vacio, 
podrian permitir la existencia humana por capricho, no por 
necesidad. El propio Einstein conocia bien los peligros de 
contar con la caprichosa naturaleza. "El matrimonio", opino 
una vez, "es un intento sin éxito por hacer que un accidente 
se vuelva duradero" Los cientificos que buscan verdades 
permanentes en el universo acelerado podrian estar cometiendo 
el mismo error.




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