miércoles, 1 de mayo de 2013

Composición del Universo / Constante cosmológica

Resulta curioso que todo el conocimiento extraído del Universo, su nacimiento, evolución y las distintas teorías que hemos desarrollado, lo hayamos deducido a partir tan solo del 5% estimado de su totalidad. Ese 5% representa la parte visible de Universo, la materia ordinaria (bariónica, que dirían los físicos): el material del que estamos hechos nosotros, las estrellas y todo lo que nos rodea.


Galaxia de Andrómeda (M31)
Galaxia espiral de Andrómeda (M31).


Otro 25% del Universo se estima corresponde a la materia oscura, de la que solo sabemos a través de los efectos gravitacionales que provoca a su alrededor. Se cree que las galaxias se mantienen unidas gracias a ella. La materia oscura es a menudo referida como el "pegamento" de las galaxias.


Materia oscura a gran escala
Materia oscura "vista" a escala de Megaparsecs.


El 70% restante es energía oscura, un nombre con el que designamos a una misteriosa fuerza que parece estar acelerando la expansión del Universo y que podría entenderse como la energía que permea un vacío no tan vacío. Mientras que la materia oscura actúa a modo de pegamento, la energía oscura provoca justo el efecto contrario: tiende a separar, a escindir. La materia, recuérdese, puede reducirse a términos puramente energéticos mediante la famosa ecuación de Einstein E=mc2. Materia y energía son las dos caras de una misma moneda.


Expansión acelerada del Universo
Expansión acelerada del Universo a consecuencia de la energía oscura.



Sobre la constante cosmológica.

Hace casi cien años, lo que Einstein consideró el mayor error de su carrera, la inclusión en sus ecuaciones de una constante cosmológica para el reajuste de la teoría, puede hoy reinterpretarse como esa energía oscura de efecto expansivo o antigravitacional que acabamos de mencionar. Einstein creía en un universo estático. Sus ecuaciones, sin embargo, no contemplaban dicho escenario, o, para ser más exactos, podían contemplarlo pero no se trataba de una solución estable: el Universo se expandiría indefinidamente (universo abierto) o tendería a un colapso gravitatorio (universo cerrado) sin más que perturbar ligeramente el sistema. Con la introducción de una constante cosmológica que compensara esa tendencia al colapso que trae consigo la existencia del campo gravitatorio, Einstein lograba balancear la dinámica del sistema, quedando así modelado ese Universo estático imperante en su época. Pues bien, esa constante cosmológica, aunque con diferente orden de magnitud, es la misma que nos sirve hoy en día para describir la expansión acelerada del Universo.

No deja de ser curioso el hecho de que este sonado error en la historia de la ciencia, la constante cosmológica, fuera finalmente un parámetro de obligada introducción en el sistema de ecuaciones a la hora de modelar la dinámica de un Universo en expansión como establece la Ley de Hubble. Su verdadero valor, no obstante, continúa siendo una incógnita, como incalculable y astronómico es también el valor de la siguiente canción. Quédense con Nat King Cole si les costó entender lo anterior. Me doy por satisfecho.




Créditos: La tercera imagen es propiedad de Hubblesite.org, un sitio muy interesante, dicho sea de paso.

16 comentarios:

Laura Uve dijo...

Ostras!! No tenía ni idea de lo que explicas... de lo que sí sé es de la dimensión astronómica de Nat King Cole :))

Buen 1º de mayo!!

abril en paris dijo...

¡Qué pequeñita me siento y qué bien lo explicas..:-)
concuerdo con Laura, Nat King Cole nos lleva a las estrellas e incluso parece que uno pudiera flotar en ese universo que se expande..¡bye bye !

¡Empezamos a lo grande !

Besos

P.D..éste tampoco lo hacia mal
Aquí

Francisco Machuca dijo...

Ya sabes lo que a mí me gusta estos post de astronomía.Buen texto para intentar explicar conceptos tan grandes,por eso dejé por un tiempo mi pasión a la astronomía y me dediqué a leer libros de cosmología.Me apasiona mucho el tema sobre el inicio del universo y una de las cuestiones más difíciles de explicar:si el universo es abierto o cerrado,es decir,si se expandirá hasta desaparecer o volverá a contraerse.Estos dos conceptos depende si es abierto o cerrado.Y claro,también saber si hay millones y millones de universos como el nuestro,millones y millones de inicios y vuelve a empezar.Fascinante,amigo.
A veces no puedo evitar sonreir ante las frases que denominan conceptos,como materia oscura,que somos nosotros,oscurísimos.Expansión acelerara (nuestro modo de vida)Analizar el extraño comportamiento del universo y llevarlo a nuestra rutina.¿No te parece interesante? Porque al fin y al cabo somos los hijos de todo esto,de tanto mistero,de tanta grandeza,de tanta luz y tanta oscuridas.La gravedad,primera fuerza imperante del universo,también nos aplasta,como a las estrellas de neutrones.Y paro ya,que el tema da para mucho.Mejor quedamos para charlar y tomar un café en el Restaurante del fin del mundo de Douglas Adams o en la autoestopista galáctica.

Un fuerte abrazo

Myra dijo...

Ya sabes que suelo perderme en estas entradas , Kine. En todo caso me quedo con que a lo mejor lo que necesita la clase política es más materia oscura para afrontar juntos todo lo que tenemos encima...

Me quedo escuchando ese maravilloso polvo de estrellas casi mejor...

Besos con estrella.

Emetorr1714 dijo...

No hace falta que te diga que no me he enterado absolutamente de nada. Y mira que lo explicas bien, de una manera muy clara y comprensible, pero yo estoy compuesto de materia oscura y ordinaria (50% de cada) y me pierdo entre tanta galaxia.

Me quedo escuchando a Nat y mañana ya será jueves....

Un abrazo

Marcos Callau dijo...

Qué apropiada la Stardust de Nat King Cole. Y qué poco conocemos. Como decían en no sé qué programa: La respuesta está ahí fuera. Abrazos.

Montse dijo...

Por muy bien que lo expliques, porque seguro que nos lo explicas con palabras sencillas para que podamos entenderlo, no he entendido nada.
Me quedo con la canción y ¡que la fuerza te acompañe! como decían en Star Wars, jiji.

Marisa dijo...

Hola Kine:

Como siempre, algo complejo de entender por su grado de abstracción, lo conviertes en algo sencillo de razonar. Ya te he hablado en otras ocasiones de tu alta capacidad pedagógica, y no lo digo en broma: no es fácil casi nunca hacer que se entienda lo que quieres transmitir.

Perfecta esa diferenciación entre materia ordinaria, materia oscura y energía oscura.
Hace dos días vi en la 2 de TVE un documental (lo siguen repitiendo) sobre el estado anterior al Big Bang del Universo. Gracias a él he comprendido el concepto que dejas de "colapso gravitatorio. Me llamó la atención una de las teorías que exponían: el Universo se expande indefinidamente pero llegará un momento en que todo él se convierta en fotones. Entendí la imagen de simulación que ofrecían, el resto... poco (y mira que lo consulté con mi compañera de Física y Química...)Te invito a que lo veas (es muy interesante). En Televisión a la carta, no te será difícil (luego me lo explicas, jajjaja).

Me alegro de volver a saludarte.
Un besote.

David dijo...

Pues mee quedo con Nat, sip (jaja). Hace nada terminé de leer un cómic sobre la vida de Feynman...seguro que las partes de física que me salté serían facilitas para ti ;-) (conste que no me he saltado tu entrada)
Un saludito.

Kinezoe dijo...

Muchas gracias a todos no solo por haberos leído la entrada, pese a su grado de abstracción, sino también por deteneros a comentar. Esto me anima a seguir publicando algún que otro post sobre el Universo de vez en cuando.

Me alegra también saber que os gustó la canción de Nat King Cole. Como sucede con las grandes canciones, ni siquiera hace falta saber lo que dice la letra para disfrutarla. La música es un lenguaje universal.

Aquí me quedo buscando cierto documental... Gracias nuevamente y buen fin de semana. Besos y abrazos.

Marián dijo...

Materia oscura,
Misteriosa fuerza,
Energía oscura.
Constante cosmológíca,
Expansión acelerada.

Y sí, Nat King Cole...
Palabras, conceptos, música y canciones. Con todo eso soñamos. De ese tejido estamos hechos (estrellas) según Shakespeare.

Besos, Kine.



Licantropunk dijo...

A partir de ese 5% y del señor Einstein, no sólo se ha formado la ciencia del siglo XX sino, mucho más interesante, toda la ciencia ficción. Porque teorizar con ecuaciones es lo correcto pero hacerlo con fantasía... no hay color.
Saludos.

Pilar Gámez dijo...

Me fascina la astronomía, y disfruto con discretas observaciones a través de unos binoculares que me regalaron. Aunque tengo que decir, que entiendo tan poco, que cada vez que lo pienso el tema, siento mucho vértigo en la boca del estómago. Pero no por ello, dejo de interesarme, simplemente me lo voy tomando a pequeños sorbos. Lo que sí tengo clarísimo es la poesía que es capaz de despertar tanta belleza, sino fíjate en el comentario de Licantropunk, ¡fantástico! o Stardust, ¿habrá en el mundo un término más bonito para definir todo lo que nos rodea y a nosotros mismos? De paso doy un giro al comentario y te recomiendo una película del mismo nombre, basada en una novela de Neil Gaiman. Fantasía pura y dura y totalmente previsible..., para cuando quiere uno dejar puesto el piloto automático sin demasiadas complicaciones de tramas ni estar todo el rato subiendo y bajando el volumen de la tele ;P ¡Ah! y si quieres saber realmente como va a ser el fin de los días, nada de materia oscura ni universos cerrados ni abiertos, Buenos presagios de Neil Gaiman & Terry Pratchett, fantástica novela de humor, estoy con ella ahora y no puedo menos que recomendarla con muchas ganas. Un saludo

Mr. Lombreeze dijo...

Stardust cantada por Nat King Cole es mi canción popular favorita del siglo XX y de lo que llevamos del XXI.

Kinezoe dijo...

► MARIÁN: Polvo somos y en polvo nos convertiremos. ¡Polvo de estrellas! ;) Besos, amiga.

► LICANTROPUNK: Según Einstein la imaginación es más importante aun que el conocimiento, pues nos va dando pistas acerca del camino a seguir. Sigamos soñando; quizá mañana sea realidad ;) Saludos.

► PILAR: Gracias por tus recomendaciones, amiga. Acabo de ver el cartel de la película y creo que me sonaba por sus dos actores principales. Pero no la he visto y la tenía olvidada. En cuanto a la novela, no la conocía. Tomamos nota. Me interesa saber acerca de ese final, jeje... ;) Por cierto, yo también tengo unos binoculares (aquí puedes verlos). Nunca hizo falta saber mucho para dejarse encandilar por la belleza de un cielo estrellado. ¡Felices observaciones! Un saludo.

► Mr. LOMBREEZE: Ahí queda eso. No tiene usted mal gusto, no... ;)

Valverde de Lucerna dijo...

No he entendido mucho, pero me fascina el universo, su expansión, su composición.
Una entrada cum laude.
Un abrazo.