7 misterios del universo

7 misterios del universo

LUIS M. ARIZA

El Paí Semanal, 17/07/2011

El Universo está lleno de contradicciones, tantas como la naturaleza humana. Hay certezas, pero también incógnitas. Un vistazo a las noticias de última hora confirma lo predecible y extraño que puede llegar a ser. Ejemplo de certeza: los científicos rinden tributo a Albert Einstein con observaciones que confirman su teoría de la relatividad general, ese exótico concepto que aúna espacio y tiempo como una sola cosa. Un satélite lanzado en 2004, (GP?B), dotado de cuatro ultrasensibles giroscopios, acaba de demostrar en uno de los experimentos más elegantes, delicados y complejos de la física, que la Tierra, al girar, arrastra al espacio tiempo con ella, tal y como se deduce de los trabajos de Einstein. "Hay que imaginarla como si estuviera inmersa en miel. A medida que el planeta gira, la miel que está alrededor también lo hace con él. Ocurre lo mismo con el espacio-tiempo", ha comentado Francis Everett, principal investigador de la Universidad de Stanford, quien ha dedicado tres décadas de su vida a probarlo. Ejemplo de incógnita: en el mismo mes de mayo donde se ratificaba a Einstein, astrónomos de la NASA descubrían una serie de diez extraños planetas flotando en medio de la oscuridad del espacio sin ninguna estrella alrededor. Estos mundos, situados entre 10.000 y 20.000 años luz de distancia de la Tierra, tienen el tamaño de Júpiter, y representan una nueva clase de planeta, que no tiene ningún sol al que rendir tributo ni órbita a su alrededor. El equipo de David Bennet, de la Universidad de Notre Dame en South Bend (Indiana, EE UU), especula con que quizá estos mundos han sido expulsados de los sistemas planetarios, convirtiéndose en una suerte de renegados cósmicos. Su número podría ser incluso más astronómico, ¡doblando el de las estrellas de nuestra Vía Láctea!

Gravity Probe B

Vivimos una época gloriosa de la observación; nunca en la historia reciente ha habido tantos telescopios terrestres, radiotelescopios y observatorios en órbita. El universo enseña estas dos caras: una visible, que muestra la violencia de las explosiones estelares, fenómenos que sugieren la existencia de los agujeros negros, o estrellas en su nacimiento, y otra oculta, como la materia oscura, un exótico material no identificado que hace que en el universo actual detectemos muchísima menos materia de la que debería tener, o la energía oscura, en referencia a un extraño fenómeno que está haciendo que el universo se acelere cada vez más. Lo oscuro es un calificativo que se aplica en los artículos técnicos a las cosas de las que sencillamente no se tiene "la menor idea", admite el astrofísico español Antonio Ferriz Mas. Dos caras bien diferentes, pero igualmente fascinantes. Aquí recogemos siete de los últimos acontecimientos que por su belleza o su ciencia han cautivado a científicos y público.

1 Esperando la tormenta solar 'perfecta'

No por ser la estrella más cercana -a 150 millones de kilómetros- el Sol deja de intrigarnos. El pasado 7 de junio sufrió un estornudo, una erupción solar captada por el satélite Observatorio Dinámico Solar de la NASA (SDO): el sol vomitó miles de millones de toneladas de materia. "Nunca habíamos obtenido una imagen de tanta calidad, la verdad es que nos ha sobrecogido a todos", indica el astrofísico español Pere Lluís Pallé, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). La clave del fenómeno es el magnetismo. Parte de la materia solar expulsada volvió a caer sobre el Sol, conducida por las líneas magnéticas, las cuales, en palabras de Manuel Vázquez, decano de la astrofísica solar, se disponen en bucles o lazos en las capas exteriores de la estrella, la corona solar. Si estas estructuras magnéticas se hacen inestables, la radiación electromagnética y las partículas de alta energía escupidas por el Sol pueden escapar a la gravedad y formar una tormenta que afecta a nuestro planeta si se interpone en su camino. Los expertos conocen los ciclos de 11 años por los que el Sol sale de una calma profunda, casi sin manchas solares, para enfurecerse.

Y es lo que toca ahora. Ocurrirá a finales de 2012 y comienzos de 2013, cuando las posibilidades de una gran tormenta serán máximas. Afortunadamente, dice Vázquez, las personas de a pie están protegidas por el intenso campo magnético de la Tierra. Estas tormentas solares pueden tardar en llegar hasta tres días desde que se descubren. En marzo de 1989, una tormenta solar causó un apagón en la provincia de Quebec, dejando a millones de personas sin luz durante nueve horas, y causó auroras boreales tan intensas que podían contemplarse en Londres. Nuestra sociedad, señala Vázquez, es ahora más vulnerable: dependemos más de nuestras telecomunicaciones con los teléfonos celulares, Internet y las redes eléctricas, "próximas muchas veces a la saturación". España está en una zona de menor riesgo al encontrarse en una latitud media. Pero no es el caso de regiones como Estados Unidos, Canadá, Reino Unido y Escandinavia.

2 La energía oscura nos 'acelera'

Los astrofísicos están perplejos. El universo se expande cada vez con más rapidez, transcurridos casi 14.000 millones de años del Big Bang. ¿Por qué? Se ha especulado con que estaría infiltrado por una "energía oscura" que ejercería una repulsión antigravitatoria. Chris Blake, de la Universidad de Tecnología en Swinburne (Melbourne, Australia), y su equipo afirman en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society que esta energía oscura es real, a partir de un muestreo de 200.000 galaxias (que abarcan un universo de 8.000 millones de años luz) y la velocidad con la que se alejan de nosotros. "Cuanto más lejos estén, más rápido lo hacen", asegura Blake por correo electrónico. "Si una galaxia que se encuentra a 100 millones de años luz de nosotros se aleja a 2.000 kilómetros por segundo, otra galaxia a 200 millones de años luz lo hará a 4.000 kilómetros por segundo".

El muestreo, llamado WiggleZ, trae a colación el famoso error de Albert Einstein, tras dibujar magistralmente la teoría de la relatividad general (por la que la gravedad no es una fuerza, sino una deformación en el tejido del espacio-tiempo, como la que produce una bola de plomo en una sábana de goma). De las ecuaciones de Einstein se deducía que el universo se expandía o se contraía. "Einstein creyó que el universo era estático, y por eso se inventó un término antigravedad, la constante cosmológica, para contrarrestar la gravedad. Diez años después, en 1930, las observaciones pusieron de manifiesto que el universo se expandía, y Einstein abandonó su constante cosmológica describiéndola como el mayor error de su vida. No podía pensar que las observaciones, 70 años más tarde, obligarían a recrear el concepto de "antigravedad". La energía oscura es un absoluto misterio. "No sabemos cuál es su naturaleza física, aunque nuestro trabajo sugiere que se trata de algo homogéneo, distribuido por todo el espacio", admite Blake.

3 Sorpresa en Saturno

Los expertos esperaban una gran tormenta en Saturno para 2020. El fenómeno se presentó mucho antes, y comenzó a gestarse a finales del año pasado. El astrofísico español Agustín Sánchez-Lavega, del grupo de ciencias planetarias de la Universidad del País Vasco, describe las insólitas características de la descomunal tormenta, cuyo vórtice alcanza los 8.000 kilómetros. "En estos momentos es uno de los fenómenos más espectaculares que se puedan observar en el sistema solar. Y es raro. Se da una vez cada año de Saturno, lo que equivale a 30 años terrestres". Cuando aquí en la Tierra lo normal es que una tormenta pueda durar horas, o un par de días a lo sumo, en Saturno se mantiene durante meses, hasta "incluso dar la vuelta al planeta".

Las incógnitas se acumulan. ¿Cómo es posible que una tormenta así dure tanto tiempo en un planeta helado, que está a 1.500 millones de kilómetros de la Tierra? ¿De dónde extrae el calor? Sánchez-Lavega y su equipo publicaron recientemente en la revista Science un meticuloso trabajo sobre el fenómeno. La tormenta provoca cambios químicos en la atmósfera; las nubes blanquecinas están formadas por cristales de amoniaco. Probablemente, argumenta este experto, la tormenta obtiene su energía de las nubes de vapor que se encuentran bajo la espesa neblina que cubre el planeta. Es posible que el vapor de agua actúe como el combustible que alimenta a este huracán.

Saturno es un planeta gigante que tiene diez veces el tamaño de la Tierra y representa un fabuloso laboratorio para desentrañar los mecanismos de fenómenos tan extraordinarios, con vientos de hasta 1.800 kilómetros por hora, lo que permite entender nuestra propia atmósfera. Además, Saturno es una bola de gas. "Si un astronauta viajara a través suyo, se encontraría en medio de un océano gaseoso en el que resultaría cada vez más difícil distinguir el gas del líquido", con un núcleo de hidrógeno en estado metálico de aspecto como el mercurio, pero a una presión un millón de veces la de la superficie terrestre, explica Sánchez-Lavega. La tormenta fue detectada por la sonda Cassini, de la NASA, y el telescopio VLT, en Chile.

4 El corazón caliente de la Vía Láctea

Nuestro viaje por el universo sigue en casa, en la Vía Láctea. El ojo del telescopio espacial Spitzer, de la NASA, está preparado para ver el infrarrojo. Y en esta ocasión ha enfocado al corazón de nuestra propia galaxia, a 26.000 años luz de la Tierra, según detalla la agencia espacial en la web del Spitzer. Un tratamiento por ordenador y un código de colores descubre lo invisible. El centro galáctico produce tanta luz por la acumulación de estrellas que resulta imposible discernir los detalles, y lo único que podemos ver es un borrón luminoso y nubes de polvo estelar. Sin embargo, la radiación infrarroja atraviesa sin problemas estos obstáculos y llega hasta nosotros. Las estrellas más jóvenes y centrales despiden un halo azul. Así, las nubes moleculares ricas en compuestos hidrocarbonados, que giran alrededor del centro galáctico, despiden un fulgor verdoso gracias al pincel informático. Las nubes de polvo calientes dejan un fulgor dorado. La imagen del centro galáctico tiene 2.400 años luz de anchura y 1.360 de altura. El Spitzer desvela la variada química de un universo donde en su mayoría solo hay vacío.

5 El mayor mapa del cosmos en 3-D

Los expertos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS) vienen creando asombrosos mapas tridimensionales del universo que incluyen 930.000 galaxias y 120.000 cuásares. El equipo de observación SDSS-III desvela el último y más completo, un cuadro abstracto multicolor. "Hasta ahora, los mapas de distribución contenían galaxias que estaban a unos 8.000 millones de años de nosotros", afirma Andreu Font, investigador del Instituto de Ciencias del Espacio en Barcelona, que ha participado en la elaboración del mapa. "Para observar objetos más lejanos no sirven las galaxias, por lo que incluimos los cuásares". Estos extraordinarios objetos podrían ser galaxias en formación en cuyo centro rugen agujeros negros, por lo que el mapa se enriquece y envejece en el tiempo hasta los 11.000 millones de años. Teniendo en cuenta que el universo conocido ha cumplido casi 14.000 millones de años, sería como contemplarlo cuando tenía una cuarta parte de su edad actual.

El mapa ha desvelado algunos misterios. El hidrógeno que hay entre estos lejanísimos objetos y nosotros absorbe en parte su luz, lo que da una idea de la distribución de la materia (en rojo, las más densas; en azul, las de menor densidad). "Nos ha sorprendido encontrar lo vacío que está el universo", dice Font. El universo además es finito, pero no tiene bordes. ¿Cómo es posible? "Imagine una hormiga que viviese sobre un globo enorme. Le costaría mucho decir si el globo es infinito o no, o saber si vive en un globo gigantesco o en un plano". De la misma manera, uno puede imaginarse el Big Bang como un globo que de repente se hincha. "Cualquier hormiga que esté en el globo verá que sus vecinas se alejan a gran velocidad, pero si vives sobre la superficie del globo, no verás ningún punto que sea especial a los demás". El espectrógrafo BOSS instalado en el telescopio de 2,5 metros que estos expertos manejan en el Observatorio Apache Point en Nuevo México recogió la luz fósil de estos cuásares.

6 Devorador de galaxias

Por definición, casi nada puede escapar de un agujero negro, ni siquiera la luz. ¿Cómo fotografiarlo? El poder combinado de nueve radiotelescopios ofrece una impresionante imagen de chorros de energía en el centro de la galaxia Centauro A, donde puede haber un agujero negro cuya masa es 55 millones la de nuestro Sol. Este sumidero galáctico está tragándose literalmente inconcebibles ríos de materia estelar, la cual se acelera hasta tal punto en su caída que emite radiación en forma de chorros de partículas despedidas a una velocidad que es un tercio la de la luz. "Los chorros de partículas surgen cuando la materia va cayendo hacia el agujero negro, pero aún desconocemos los detalles de cómo se forman y mantienen", ha indicado la astrofísica Cornelia Mueller, de la Universidad de Erlangen-Nuremberg (Alemania), autora principal del trabajo recogido en junio en Astronomy and Astrophysics.

Es posible que cada galaxia conocida tenga su agujero negro (que, en esencia, se traga el gas de sus estrellas). En este caso, los científicos estarían contemplando uno de los fenómenos más extraordinariamente violentos del universo. La región que recoge la imagen mide unos 4,2 años luz (un año luz equivale aproximadamente a 9,4 billones de kilómetros). Dimensiones colosales que desbordan nuestra imaginación. Los dos chorros verticales de la imagen podrían alcanzar una longitud de un millón de años luz.

7 Muerte gloriosa de un vampiro estelar

Terminamos con esta asombrosa imagen, del observatorio Chandra de la NASA; un retrato imposible de una supernova, una estrella que estalló en 1572 y fue observada por el astrónomo danés Tycho Brahe. Su aspecto casi recuerda el de un óvulo humano. Se encuentra a 13.000 años luz de la Tierra. "La imagen, creada por ordenador, combina el aspecto que tendría el remanente de la supernova si pudiéramos ver desde el infrarrojo los rayos X, pasando por el visible", explica el astrofísico español Antonio Ferriz Mas, de la Universidad de Vigo. "Como solo la radiación electromagnética correspondiente al visible es detectable por el ojo humano, jamás podríamos ver así la imagen, incluso observándola con ayuda del más potente telescopio. A los rayos X y al infrarrojo se les ha asignado un código de colores para que podamos contemplar una imagen tan original como bella, como si dispusiéramos de los ojos de Superman". Los tonos marrones y verdosos son turbulencias de la explosión, fenómenos hidrodinámicos como los que hacen que el humo de un cigarrillo se eleve y se vuelva turbulento. Probablemente, el origen de la supernova se debe a que estaba constituida por un sistema estelar binario, en el que una enana blanca, a punto de morir, empieza a vampirizar la masa de su compañera, una gigante roja. Y revive. "La enana blanca, que casi estaba dada por muerta, empieza a aumentar su masa", explica Ferriz. En este proceso de engorde estelar, puede llegar a colapsarse por su propio peso. Al comprimirse más y más, termina por estallar, despidiendo una cantidad increíble de energía.