Rancho Las Voces: Ciencia y Salud / España: Agujeros negros y materia oscura

Ciencia y Salud / España: Agujeros negros y materia oscura

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Regreación de dos agujeros negros. (Foto: LIGO)

C iudad Juárez, Chihuahua. 19 de septiembre de 2016. (RanchoNEWS).- Sánchez Ron reflexiona sobre las claves del Universo tras leer un artículo del científico Simeon Bird titulado ¿Detectó LIGO materia oscura?, en el que se considera la posibilidad de que la materia oscura no sea sino un tipo especial de agujeros negros llamados «primordiales». La publicación es de El Cultural.

Me fascina la ciencia porque es capaz de identificar regularidades en el comportamiento de los fenómenos naturales, de encontrar «leyes» que obedecen los fenómenos y objetos que conforman la Naturaleza. En esa búsqueda de leyes, nos hemos encontrado con algo en absoluto sorprendente: que la Naturaleza es mucho más imaginativa que nuestros cerebros, aunque a favor de éstos se halla que son capaces de descubrir los, para nosotros, sorprendentes secretos del Cosmos. Por ejemplo, ¿quién, que mente humana habría podido imaginar, sin mirar cómo se comportan realmente los fenómenos del microcosmos, la mecánica cuántica, posiblemente el principal pilar sobre el que se asienta la digitalizada civilización actual? ¿O que el Universo se expande, creando al hacerlo el espacio, que, tengamos en cuenta, no existe fuera de él? La respuesta es: nadie.

Otra característica del conocimiento científico es que, al menos hasta el momento, nunca llega a soluciones definitivas; se trata de un proceso en el que se van descubriendo nuevos fenómenos y limitaciones a leyes que se consideraba seguras, lo que obliga a superarlas. Hoy sabemos bien de esa temporalidad de las leyes científicas, pero no siempre estuvo tan claro. A finales del siglo XIX, con unas alforjas provistas de dos tesoros como eran la mecánica que Isaac Newton formuló en 1687 y la síntesis del electricidad y magnetismo (electromagnetismo) que James Clerk Maxwell produjo en la década de 1860, se extendió entre los físicos la idea de que, en lo que se refería a las bases teóricas para describir la Naturaleza, ya no quedaba nada por descubrir. Así, se adjudican al más que notable físico Albert Abraham Michelson (1852-1931) -el primer estadounidense en recibir un Premio Nobel de Física (1907)- unas frases que parece que pronunció el 2 de julio de 1894 durante la inauguración de un laboratorio de física de la Universidad de Chicago: «Es probable que la mayoría de los grandes principios básicos hayan sido ya firmemente establecidos y que haya que buscar los futuros avances sobre todo aplicando de manera rigurosa estos principios [...] Las futuras verdades de la Ciencia Física se deberán buscar en la sexta cifra de los decimales».

En 1895, sólo un año después de que Michelson pronunciase estas rotundas, y a la postre equivocadas, palabras, Wilhelm Röntgen descubría unos misteriosos (de ahí su nombre) rayos X, y el año siguiente Henri Becquerel encontraba la radiactividad (elementos químicos que emitían, aparentemente de manera permanente, radiaciones), fenómeno que nadie sabía cómo encajar en el aparentemente tan firme, sólido y cerrado edificio de la física conocida. Predecir, en definitiva, es arriesgado.

Sin embargo, es difícil resistirse a la impresión de que al menos algún capítulo del conocimiento científico está más o menos cerrado. Un buen ejemplo en este sentido es el del contenido del Universo. Hasta finales del siglo XX se pensaba que, aunque quedase aún mucho que averiguar sobre sus contenidos, estructura y dinámica, se sabía de qué estaba compuesto el Cosmos: de materia «ordinaria», esa que constantemente percibimos alrededor nuestro, constituida a su vez por las partículas (y radiaciones) de las que se ocupa la física cuántica y, en particular, una de sus ramas, la física de altas energías. Pero resultó no ser así. Diversas evidencias experimentales -como el movimiento interno de algunas galaxias- mostraron que existe una materia de tipo desconocido, a la que se denomina actualmente «materia oscura»; y que también existe una «energía oscura», responsable de que el Universo se expanda con mayor velocidad de la esperada. Los resultados actuales indican que alrededor del 5 por 100 del Universo está formado por masa ordinaria, el 27 de materia oscura y el 68 por 100 de energía oscura. En otras palabras: creíamos que conocíamos eso que llamamos Universo y resulta que es un gran desconocido, porque no sabemos qué son ni la materia oscura ni la energía oscura.

¿Quién, qué mente humana habría podido imaginar la mecánica cuántica? La respuesta es: nadie Pues bien, acabo de leer un artículo publicado el pasado 30 de mayo, firmado por ocho científicos de la Universidad Johns Hopkins, encabezados Simeon Bird, y titulado ¿Detectó LIGO materia oscura?, en el que se considera la posibilidad de que la materia oscura no sea sino un tipo especial de agujeros negros, denominados «primordiales» En lugar de haberse originado por la contracción gravitacional de una estrella muy masiva al final de su vida, estos agujeros negros se habrían producido a causa de la extrema densidad de materia-energía presente poco después del Big Bang. Lo que Bird y sus colegas plantean es que es posible que los dos agujeros negros identificados en febrero pasado por LIGO (siglas inglesas que corresponden a Observatorios de Interferometría Láser para Ondas Gravitacionales) al detectar la radiación gravitacional originada por el choque entre ambos hace 1.300 millones de años -resultado que ya comenté en estas páginas-, sean agujeros negros primordiales y que, si este tipo de agujeros negros fuesen lo suficientemente abundantes, tal vez podrían ser la materia oscura que, como los propios agujeros negros, únicamente se puede detectar a través de los efectos que su gravedad produce.

La masa de los agujeros detectados por LIGO, aproximadamente 30 veces la del Sol, está en el rango de la que se adjudica a los agujeros negros primordiales, pero esto no basta. Un sistema binario de agujeros negros primordiales se distingue de uno constituido por agujeros negros «astrofísicos» entre otros detalles porque los primeros orbitan entre ellos siguiendo órbitas elípticas, mientras que en el segundo caso las órbitas son circulares. Por consiguiente, habrá que esperar a poder «observar» (a través de los efectos gravitacionales que producen) la órbita de los identificados por LIGO, algo que se espera conseguir cuando entre en funcionamiento un proyecto europeo aún en estudio, el «Telescopio Einstein», un detector de radiación gravitacional 100 veces más sensible que los disponibles ahora. Pero esto tampoco será suficiente. Habrá que analizar, por ejemplo, si la distribución espacial de agujeros negros primordiales se ajusta a lo que requiere la materia oscura.

Es evidente que esta propuesta es muy especulativa, no siendo improbable que se descarte en el futuro, cuando se disponga de nuevas observaciones. Si he querido comentarla aquí es porque muestra, de manera magnífica, algo de lo que decía al principio: la ciencia como búsqueda permanente, en la que de repente surgen ideas nunca antes imaginadas. Así sucedió con la masa y energía oscuras y, ahora, con la posibilidad de que esa misteriosa masa oscura no sea sino agrupaciones de los, en realidad, no menos misteriosos agujeros negros (¿a dónde va la masa que engullen?). Más aún, agujeros negros de un tipo especialmente singular, unos que nos permitirán vislumbrar la sombra del comienzo del Universo, al igual que hace el fondo de radiación de microondas, la «huella fósil» del Gran Estallido que tuvo lugar hace 13.800 millones de años.


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