5 de abril de 2005

La energía oscura


O la nueva crisis de la ciencia

El cambio de siglo nos ha obsequiado con una nueva y fascinante crisis en el mundo científico que no tienen nada que envidiar a la de principios del pasado siglo XX.


Podríamos decir que la tribulación comenzó con la peregrina idea de Planck de la cuantización de la energía (no se le ocurrió otra salida para explicar la radiación del cuerpo negro), seguido por el “modelito” de átomo  que había elaborado Rutherford bombardeando un pan de oro con radiaciones exóticas procedentes del radio (recién descubierto) según el cual, las antiguas bolitas macizas que siempre habían sido los átomos estaban casi vacías y contenían unas insólitas partículas: electrones, protones, neutrones... ¡increíble!  Todo ello fue aderezado posteriormente por Bohr a quien, para que no faltara nada, se le ocurrió pensar que los electrones se movían mediante “saltos cuánticos” pasando así de un lugar a otro sin haber estado nunca en ningún lugar intermedio; ¡pura magia!

Si a lo dicho añaden Vds. el descubrimiento de Hubble,  que analizando el corrimiento al rojo de las rayitas del espectro de la luz de las galaxias, dedujo que el Universo no era estático sino que estaba en continua expansión, ... pueden hacerse una idea del caos de la época. Ya nada era como antes. Tantos cambios se produjeron en tan poco tiempo que al propio Einstein le cogieron en calzones. ¡Hombre esto se avisa! Cuando el pobre hombre tenía elaborada su brillante teoría gravitatoria en la que había logrado explicar de forma genial la razón por la que el Universo era maravillosamente estático... Tuvo que rehacerlo todo para demostrar que el Universo estaba en una maravillosa expansión. Quizá para vengarse de esta faena se inventó aquellas increíbles cuatro dimensiones del universo y tiró a la basura las fuerzas a distancia de Newton reemplazándolas por la curvatura del espacio-tiempo, amén de todas aquellas locas ideas relativistas sobre la constancia de la velocidad luz que nos forzaban a aceptar –pero conste que de muy mala gana– que es el espacio el que se estira o se encoge, y el tiempo el que transcurre unas veces más deprisa y otras más despacio, y no la luz la que corre más o menos.

Hacia 1929 Wolfgang Pauli –creador del famoso principio de exclusión y de la teoría cuántica de campos– escribía: “En este momento la física se encuentra en un estado de terrible confusión, me gustaría haber sido actor de cine o algo por el estilo y no haber oído hablar nunca de la física”

En fin, es complicado mencionar siquiera con un mínimo de orden el inmenso cúmulo de ideas geniales, descubrimientos asombrosos y contiendas científicas que abrieron aquella nueva etapa para la física a la que hoy llamamos Física Cuántica. Una nueva forma de entender este inaudito mundo en el que hemos nacido.

Y he aquí, que cuando finaliza felizmente el siglo XX, cuando ya parecía que nos íbamos familiarizando con las excentricidades de las partículas elementales, a un grupo de fogosos astrónomos se les ocurre la inquietante idea de “pesar” el universo. Ni al mismísimo Mefisto se le hubiese ocurrido idea tan peregrina. Y en efecto, fue un “desastre”: resultó que pesaba mucho más que la materia conocida y contabilizada en sus libros de cuentas. ¿Y ahora qué?

Pues nada, que a algún físico burlón se le ocurrió que debía existir una especie de materia oscura formando grandes anillos extragalácticos. De este modo, además de explicar el “exceso de peso” se explicarían los extraños movimientos de las galaxias. ¡Mucha Guerra de las Galaxias! tienen en sus cabecitas los físicos que salen hoy de nuestras facultades.


Pero, como de costumbre, las desgracias nunca vienen solas, y hace apenas dos años, dos grupos diferentes de científicos, trabajando separadamente y estudiando las explosiones de las supernovas en galaxias muy lejanas (menuda ocurrencia) descubren que el universo no está en una simple expansión sino en una expansión acelerada, lo que han dado en llamar: Universo en aceleración.

Para aclararnos pondremos un ejemplito. Cuando tiramos una piedra hacia arriba sabemos que sube con movimiento retardado, cada vez más despacito, frenada por su peso, hasta que se detiene, y vuelve a caer sobre nuestra cabeza con un movimiento inverso al de subida. Esto es fácil de aceptar, pero cuando tengo que explicarle a mis alumnos que si la piedra la tiramos con más, mucha más, velocidad inicial, puede llegar a no caer nunca, ... siempre necesito un buen rato de contienda académica hasta convencerlos de que en realidad esto es lo que hacemos para “sacar de la Tierra” a los vuelos espaciales. Pues bien, no puedo ni imaginar lo que tendré que ingeniar ahora para convencerles de que, lo que se acaba de descubrir, es que, las piedras de ahora, en lugar de volver a caer, lo que hacen es elevarse cada vez más deprisa.

Esto es lo que ocurre en nuestro Universo, que todas las galaxias huyen unas de otras como si se las llevara el diablo. ¿Y quién les empuja?, pues hombre, cómo no se le había ocurrido: ¡la energía oscura!.

¡Adiós, Newton! ¡Adiós, Einstein! ¡Adiós, Física! Otra vez tendremos que abandonar el maravilloso edificio de la sabiduría, por derribo. ¿Por qué ha de ser el Mundo tan endemoniadamente complejo?

Sería prolijo explicar a Vds. la vorágine de polémicas, ideas locas, experimentos fantásticos, que se están disparando en estos momentos. Para muestra un botón: La energía oscura, que al igual que la materia oscura, no puede verse ni captarse por procedimiento alguno conocido ya que no interacciona con la luz (ni la absorbe ni la emite) se supone que es un campo, como el gravitatorio o el electromagnético, pero que promueve una fuerza gravitatoria de repulsión. Algo así como la famosa constante cosmológica, o energía del vacío, que Einstein había introducido (por error?) para explicar el equilibrio entre la atracción gravitatoria y otra fuerza repulsiva, de tal modo que el Universo fuese estático.

Fig. 3.- Según la Teoría de membranas, podrían existir otros universos a unos milímetros del nuestro, vía gravitatoria, (líneas rojas onduladas) pero a millones de años-luz por la membrana espacio-temporal que captan nuestros sentidos (líneas amarillas continuas.

Todo esto implica una sarta de locuras, como que en el cosmos hay mucha más materia y energía oscuras que la materia que conocemos; que no tenemos ni pajolera idea de lo que son estas “cosas oscuras”, que ahora ya no hay cuatro fuerzas que gobiernan al mundo sino cinco; que hay una especie de gravedad negativa; que el universo es plano; que las partículas elementales ya no son bolitas sino cuerdecitas vibrantes, que nosotros captamos 4 dimensiones pero hay 11, que las famosas constantes universales como G, e incluso c, podrían no ser constantes ...

¿Hay entonces motivo de preocupación? En modo alguno, todo lo contrario, estamos viviendo una época gloriosa. Según el filósofo de la ciencia Kuhn la evolución y el progreso habituales de la ciencia se producen en sucesivas etapas de desarrollo y crisis. Esto nos llevará más lejos y en menos tiempo, ¡viva la crisis!

Manuel Reyes Camacho
Artículo publicado en la Revista del Instituto Padre Manjón, de Granada, con carácter divulgativo para alumnos de enseñanza secundaria. Mayo 2001

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