Revista Digital de El Quinto Hombre

Sección Ciencia -

NOTA EXCLUSIVA PARA EL QUINTO HOMBRE ¿QUÉ ES EL "BIG-BANG"?

Por LUDWIG SULLOS

   Traducido al español, es "la Gran Explosión". Se supone que así se inició el Universo.

   Traducir el nombre del inglés es fácil. Traducir los conceptos de física a un lenguaje más simple y entendible por personas que no son ni físicos ni ingenieros ya no es tan fácil. Sin embargo, haré a continuación una tentativa.

      El espectro de la luz es cuando la luz blanca se descompone en muchos colores. Se puede hacer con un prisma o con una red de difracción que es una lámina transparente con muchas rayas paralelas distanciadas en el orden del milésimo de milímetro. El arco iris es también este fenómeno: las gotitas de agua actúan como prismas y descomponen la luz del sol en los colores que conocemos. El arco iris es un espectro de colores.

      Si un emisor de luz se acerca al espectador, todos los colores de su espectro se corren, en conjunto, hacia el azul: la luz parece más azul. Si tal emisor se aleja, el corrimiento es hacia el rojo y la luz se hace más roja.

      Al observar las galaxias lejanas, se nota un neto corrimiento al rojo.

      El corrimiento del espectro al rojo ("redshift" en inglés) en las galaxias lejanas es un fenómeno observado. Todos los colores se desplazan juntos. Cuánto más lejana es la galaxia tanto mayor es el corrimiento.


      Este corrimiento se puede atribuir a que las galaxias se alejan con respecto al observador. Es el efecto Doppler. El espectro de la luz de una estrella es debido a la excitación electrónica del material de su superficie. Lo observado es que el espectro (las líneas de color en que se descompone la luz de la estrella) se corre en conjunto, manteniendo las proporciones, pero moviéndose hacia el rojo o el azul. Si el corrimiento es hacia el rojo significa que tal estrella se aleja. Con espectrómetros de precisión es posible medir velocidades del orden del kilómetro por segundo.

      Al observar las galaxias, se encuentra que cuánto menor es el tamaño aparente, tanto mayor es el corrimiento al rojo. La deducción fue que a mayor distancia, las galaxias se alejan con mayor velocidad. Así surgió la idea de la expansión del universo.

      Pero algo que se expande, en el pasado debió iniciar la expansión desde un lugar. En base a la velocidad de expansión y la distancia entre las galaxias, se calculó que hace 13.5 mil millones de años todas las galaxias partieron desde un mismo lugar, donde, de alguna manera, apareció toda la materia que hoy compone a las galaxias.

      ¿Cómo era ese lugar? ¿Cómo se originó toda esa materia? La idea es que en este lugar explotó algo que se convirtió en las galaxias. Y así nació la teoría de la Gran Explosión (Big Bang).

      Sobre eso discuten los físicos, elaborando teorías. En este momento, la idea es que todo empezó con una partícula, la primera que tenía masa y que podía generar más masa en cantidades astronómicas, en ambos sentidos. Hoy la llaman "el bosón de Higgs". En Suiza, en el CERN hay un acelerador gigante de partículas (la llamada "máquina de Dios"), uno que acelera protones y los hace chocar de frente a velocidades cercanas a la de la luz. Esperan crear artificialmente un bosón de Higgs. Y ya no faltan los que tienen miedo de crear un nuevo Big-Bang con centro en Suiza que destruirá el Universo. Hasta lo relacionan con las predicciones de los Maya y creen que el 21 de diciembre del 2012 será, ya no el fin del mundo, sino el fin del Universo.

      Volviendo al espacio, parece haber una expansión del cosmos. Una huida de las galaxias  indicada por el corrimiento al rojo de sus espectros lumínicos. El corrimiento parecía ser continuo en función de la distancia y la idea fue que el universo se expande. La velocidad aumenta a razón de 84 km/seg por cada millón de años luz de distancia. Esta es la constante de Hubble. Extrapolando hacia atrás en el tiempo, se deduce que hace cerca de 13,5 mil millones de años toda la materia de las galaxias debió estar en un mismo lugar y explotó, generando las galaxias actuales que siguen expandiéndose.

      Según este concepto, durante la expansión debe haber una desaceleración debida a la gravedad porque las galaxias se atraen entre sí. O sea, si se observa la luz de las galaxias lejanas, se supone que tal luz partió de su emisor hace mucho tiempo cuando la velocidad de expansión era mayor que ahora. De modo que el espectro debería tener un mayor corrimiento al rojo.     
             
      Dos grupos investigadores (Supernova Cosmologic Project y High-Z Supernova Search) se dedicaron a la búsqueda de supernovas del tipo a-1. Han desarrollado un método altamente eficaz para encontrar gran cantidad de tal tipo de supernovas. Todas éstas tienen la propiedad de tener el espectro y la luminosidad iguales; así, por el brillo aparente se puede medir sus distancias con gran precisión.

      Antes de usar este método, la medición de la distancia de las galaxias lejanas era poco precisa, con errores que podían superar el 10% ó más. Por lo tanto, las diferencias en la constante de Hubble para las grandes distancias no eran medibles. El nuevo método lo hizo posible dentro de un margen que permitía apreciar diferencias debidas a la desaceleración por gravedad. Y vino la gran sorpresa para los fanáticos del Big Bang: el corrimiento al rojo de las galaxias lejanas era MENOR.

      ¿Cómo es posible esto? ¿La expansión se acelera en vez de ser frenada por la gravedad? ¿Por qué? ¿Qué las acelera?

      Si no les tememos a los teóricos que imponen las teorías basadas ya no en la lógica sino en la autoridad basada en vistosos diplomas, entonces podemos considerar otra teoría: la del cansancio de la luz.

      Hoy, si se menciona tal teoría, muchos astrofísicos responden airadamente, impulsados por un fanatismo religioso, que "esto es una herejía" porque así se les enseñó en las universidades, suponiendo que en las cátedras las clases las dictan dioses. Otros astrofísicos, en cambio, se quedan en silencio y no se atreven a emitir sus opiniones porque temen perder sus puestos, su prestigio y su medio de subsistencia; son los que piensan seriamente en el cansancio de la luz.

      ¿Qué es eso de que "la luz se cansa"? La luz es el flujo de muchos "paquetes de energía" llamados fotones. Se supone que un fotón que recorre un millón de años-luz (9 trillones de kilómetros, o sea, 9 seguido de 18 ceros) pierde 0,00028 (280 partes por millón) de su energía interna (valor basado en la constante de Hubble). El fotón pierde energía en proporción a su propia energía; al disminuir ésta, también disminuye la cantidad perdida. Entonces el corrimiento al rojo observado no es lineal en función de la distancia, o sea, no aumenta en forma continua con la distancia. Un fotón que viajó desde muy lejos, durante el viaje ya perdió energía y se alargó, y cuando ya era más largo, seguía emitiendo menos energía, por lo tanto, en total, se corrió menos hacia el rojo. La función del corrimiento es similar a la de la descarga de un condensador: e (constante de Euler) elevado a una potencia  -(kt) donde k es una constante y t es el tiempo. 

      Es interesante mencionar que las mediciones de corrimiento al rojo con el nuevo método están de acuerdo con la fórmula mencionada. O sea, están de acuerdo con la teoría del cansancio de la luz. Más aún, la energía perdida por los fotones debería estar "en alguna parte" en el cosmos como una radiación de muy baja temperatura: es la famosa "radiación de fondo", que sí se detectó y que equivale a pocos grados absolutos.

      En resumidas cuentas, estos dos detalles subrayan el cansancio de la luz y no hay otros fenómenos (al menos detectados hasta hoy) que lo contradigan.
      Pero hay un problema. Aceptando el cansancio de la luz, cae la teoría del Big-Bang. No hay Big-Bang, el Universo no tiene 13,5 mil millones de años sino mucho, muchísimo más. Esto lo confirma la observación de estrellas que, según los conocimientos actuales de la evolución estelar, deberían tener edades mucho mayores que los 13,5 mil millones de años.

      El concepto de una gran explosión está muy de acuerdo con la mentalidad violenta del ser humano y prefieren aceptar la gran explosión en vez del cansancio de la luz. Por eso, defienden a rajatabla la teoría explosiva y dicen: "Debe haber una energía oscura que acelera las galaxias". No saben ni remotamente lo que es, cómo es y por qué existe tal energía, pero afirman que "algún día se sabrá".

      En resumidas cuentas, rechazan toda observación experimental que apoya el cansancio de la luz y aceptan conceptos absurdos para defender el dogma del Big-Bang.
      Ahora, surge una pregunta: ¿En qué perjudica o beneficia a la gente si se acepta una teoría o la otra?   

      Discutir teorías es divertido para gente con inquietudes intelectuales. Preguntar por qué los científicos se ocupan de estas cosas es como preguntar por qué escuchamos música, por qué leemos (bueno, los que hoy aún leemos…) libros, novelas, etc. La respuesta es simple. Ocuparse únicamente de la supervivencia, de la agresión competitiva y de la reproducción es una necesidad natural a la que debemos nuestra existencia; solo de eso se ocuparon nuestros antecesores prehumanos. Ocuparse de lo que ocurre en el cielo, en el pasado y el futuro, de los conceptos abstractos y del arte en general, es lo que nos hace humanos. En este momento, no veo ningún mal o bien en aceptar una teoría o la otra, pero sí veo un gran bien en el placer intelectual de apreciar cada una, analizarla, aventurarse en un mundo de placeres intelectuales. Puede ser que en algún momento del futuro la diferencia entre ambas teorías signifique algo muy importante para la vida cotidiana. Pero hoy todavía no es así, a menos de considerar las ganancias obtenidas de ediciones sobre el Big-Bang.

         Posiblemente, el lector crea que soy un rebelde contra las teorías actuales. Es que tengo mente investigadora que duda de todo. Confieso que soy partidario de la teoría del cansancio de la luz… hasta que no se demuestre lo contrario. Porque la "prueba" a favor del Big-Bang es la idea de la Energía Oscura, que nadie sabe explicar qué es y mucho menos obtenerlo en laboratorio u observarlo y medirlo. Si se obtuviera una fuente de energía oscura, ésta tendría que repeler toda materia; sería como gravedad negativa que, en vez de atraer, repele. No se sabe de nada parecido. Claro está, esto no demuestra que no existe. Si existiera, debería estar en medio de las galaxias, en el espacio intergaláctico; de estar dentro de una galaxia, ésta se desintegraría y sus estrellas huirían lejos de su centro.

Lo observado es todo lo contrario: las estrellas de una galaxia orbitan alrededor de su centro de masa a una velocidad que corresponde a una masa mucho (cerca de 10 veces) mayor que la calculada según la cantidad de estrellas observadas. Esto lo explican con la "Materia Oscura", que tampoco se ve, pero sí podría estar escondida en el centro de la galaxia. Más aún, las galaxias cercanas se atraen de acuerdo a esa masa mayor, sin observar repulsión entre ellas. Entonces; ¿Dónde está la Energía Oscura que repele? Habría que explicar esta contradicción, ¿no?

      Mientras que las mediciones de las distancias de las galaxias y la tabulación de los valores del corrimiento al rojo conducen a una fórmula que indica que la luz pierde energía al trasladarse por el espacio. Es luz visible y medible. Si se hiciera un experimento que demuestra que la luz pierde energía, o que no pierde nada de energía al transmitirse, confirmaría o invalidaría la teoría. Hacer el experimento en laboratorio, de momento, no es posible con la tecnología de hoy… a menos de que algún físico encuentre una manera.

      Ahora, surge una nueva idea. Llaman la "Máquina de Dios" al gran colisionador frontal de Suiza. La idea es que tal bosón de Higgs  era la "reina de las abejas" del espacio, generando sus descendientes (las partículas nucleares de hoy) y se formó el Universo. Y que, al formarse los mundos como la Tierra, por un accidente químico, se formó la vida. Se niega la existencia de un dios personal humanoide que exige que lo idolatren, que es amor pero se enoja, castiga, tortura, o sea, que miente amor; y que tiene un enemigo (el diablo o algo parecido).
Se tiene, en cambio, la idea de un "dios cósmico" que usa el bosón de Higgs para construir universos. Y se topan con un concepto que se parece a la raíz cuadrada de menos uno, que no tiene explicación comprensible: es la conciencia, la sensación de existir. En la ciencia del siglo 20 (y del siglo 21 hasta hoy) no hay ninguna explicación para tal fenómeno. O sea, no se sabe lo que es, cómo generar una en laboratorio, cómo analizarla. "Yo soy yo" es la esencia de la conciencia: la existencia. Si algo existe, debe estar consciente de que existe. Algo que no existe también existe porque se acaba de mencionar. Esta paradoja es tan incomprensible como la raíz par de un número negativo.

      ¿Y si le damos vuelta a toda la ciencia y decimos: la Conciencia imaginó al Universo y nosotros, los humanos, somos personajes dentro de la misma?