El reto de tratar de desarrollar una visión de como la ciencia ve la cosmología!

[Hellmut1956]

Hola amigos. Indicando esta contribución mía que trata de presentar porqué publico temas como este, quiero compartir mis reflexiones sobre temas que he visto en series de documentales en la tv alemana por ejemplo con "Norman Freeman" sobre diversos aspectos científicos. Acepto y tomo en consideración que tales documentales no tienen valor por no cumplir con los requisitos de publicaciones científicas, pero que presentan conceptos científicos estudiados actualmente.

Tengo la arrogancia de considerarme bastante inteligente y bastante bien estudiado y así tener cierta facilidad de comprender conceptos que difieren con el concepto que la gran mayoría de los seres humanos aún tienen. Pero confieso que actualmente tengo una enorme cantidad de información que aún no he digerido y de la que tengo la esperanza de avanzar digiriendo las informaciones publicando mis reflexiones.

Uno de los temas que estoy digiriendo son posiciones estudiadas actualmente sobre que es energía oscura. En combinación con informaciones de otros aspectos como el de formas alternativas de explicación de que es la fuerza gravitacional y de conceptos basados en la ciencia cuántica. Vayamos por pasos!

Un concepto inicial para mis reflexiones está en un concepto que combina la energía oscura y la gravedad. Hay quien dice que la gravedad es el resultado de un efecto lateral de la "fuerza fuerte" que hace que partículas sub-atómicas formen átomos. El concepto es que las partículas sub-atómicas llamadas "gluones" son responsables para que resulte el efecto de lo que llamamos la gravedad. esta particularidad de "atracción" es lo que como efecto vemos en la gravedad. El concepto ve este efecto de los gluones de partículas de materia positiva como responsable en conjunto con el concepto que el vacío no es vacío, sino que allí constantemente aparecen partículas sub-atómicas en pares de materia positiva y anti-materia. En un universo relativamente temprano, donde fluctuaciones cuánticas llevaron por casualidad de haber mas partículas de materia positiva sobreviviendo estas y siendo el resultado la materia positiva que forma toda la materia convencional que hasta unas pocas décadas atrás creíamos representaba el total de la materia. En las últimas décadas hemos ido aprendiendo que la materia oscura que solo percibimos por esta tener efectos gravitacionales solo es un 5% del total de la materia en el universo. Así en el universo temprano, se asume que representa los primeros 7 billones de años del universo la proximidad de los gluones de materia positiva resulto en un deceleration de la expansión del universo. Pero en cierto momento la distancia entre los gluones era tal que los "anti-gluones", y en ello esta lo que se asume como posibilidad, tienen el efecto acelerar la expansión del universo y que la energía oscura pudiera ser este efecto de "anti-gluones" en el vació entre la materia. Se está preparando un satélite capaz de tomar fotos de altísima resolución y esto de forma mas rápida capacitándonos a estudiar el universo de forma tanto mas detallada para poder seguir avanzando los esfuerzos de entender materia y energías oscuras. Entre otros objetivos esta encontrar con mayor exactitud cuando la expansión del universo dejó de desacelerar y empezar a acelerar la expansión! Afortunadamente aún quedan estimados 21 billones de años para que ocurra los que se denomina como "big rip" y así tiempo para estudiar si el big rip es lo que nos trae el futuro o no!

No he encontrado aún los videos en Youtube de los programas con Morgan freeman sobre el universo. Pero existen allí!

 

[Eduardo]

Tal vez ya lo conozcas. Para este tema y temas cosmológicos en general recomiendo los audios de Coffee Break.

 

[Gudino Roberto duberlin]

Hola, en mí caso, me resulta interesante la cosmología y que en forma amateur voy estudiando. Pero hay algo que no me cuadra del todo y que he consultado con gente experta, y veo que no tienen un fundamento sólido, se trata del universo en expansión.
Yo me pregunto cómo podemos saber que el universo se expande?, sólo porque vemos que todo se aleja de todo y que a mayor distancia todo se aleja más rápido?
Ahora digo lo sig. si tenemos dos cuerpos uno llamado A y el otro B.
Sí A descelera más que B, acaso ambos cuerpos no se alejan? y si hay un cuerpo C mucho más lejos que descelera menos que los otros dos, acaso no se alejará aún más rápido? Entonces cómo puedo decir que el universo se expande? si tranquilamente podría estar comprimiéndose?
Creo que mientras no haya un punto fijo en el universo, para tomar referencias, no podemos sacar conclusiones. Lo digo desde mi humilde opinión y desde mi gran ignorancia.

 

[DOSMETROS]

Hola amigos. Indicando esta contribución mía que trata de presentar porqué publico temas como este,

24) No hagas publicidad de un tema tuyo dentro de otros post.

 

[chclau]

Hola, en mí caso, me resulta interesante la cosmología y que en forma amateur voy estudiando. Pero hay algo que no me cuadra del todo y que he consultado con gente experta, y veo que no tienen un fundamento sólido, se trata del universo en expansión.
Yo me pregunto cómo podemos saber que el universo se expande?, sólo porque vemos que todo se aleja de todo y que a mayor distancia todo se aleja más rápido?
Ahora digo lo sig. si tenemos dos cuerpos uno llamado A y el otro B.
Sí A descelera más que B, acaso ambos cuerpos no se alejan? y si hay un cuerpo C mucho más lejos que descelera menos que los otros dos, acaso no se alejará aún más rápido? Entonces cómo puedo decir que el universo se expande? si tranquilamente podría estar comprimiéndose?
Creo que mientras no haya un punto fijo en el universo, para tomar referencias, no podemos sacar conclusiones. Lo digo desde mi humilde opinión y desde mi gran ignorancia.

Desde mi no menor ignorancia te digo que el tema del universo en expansion es una hipotesis que se basa en muchas mediciones y no solo en el tema de que las estrellas y otros cuerpos celestes se alejan mas rapido cuanto mas lejos estan. Hay todo un modelo que yo entiendo solo a nivel de ciencia "popular" que explica como el Universo comenzo hace unos 14 mil años. Uno de los subproductos de esa expansion inicial seria el ruido cosmico, omnipresente y que los mas viejitos pudimos ver en las pantallas de los viejos TV a blanco y negro, que por su intensidad condice con una expansion inicial y no, como tu preguntas, con un estado en que todo esta comprimiendose.

 

[Eduardo]

Hola, en mí caso, me resulta interesante la cosmología y que en forma amateur voy estudiando. Pero hay algo que no me cuadra del todo y que he consultado con gente experta, y veo que no tienen un fundamento sólido, se trata del universo en expansión.
Yo me pregunto cómo podemos saber que el universo se expande?, sólo porque vemos que todo se aleja de todo y que a mayor distancia todo se aleja más rápido?

Saber con absoluta certeza no se sabe. Además esas cosas no se saben sino que se miden, y actualmente la interpretación mas viable de la causa es una expansión del universo.

Ahora digo lo sig. si tenemos dos cuerpos uno llamado A y el otro B.
Sí A descelera más que B, acaso ambos cuerpos no se alejan? y si hay un cuerpo C mucho más lejos que descelera menos que los otros dos, acaso no se alejará aún más rápido? Entonces cómo puedo decir que el universo se expande? si tranquilamente podría estar comprimiéndose?
Creo que mientras no haya un punto fijo en el universo, para tomar referencias, no podemos sacar conclusiones. Lo digo desde mi humilde opinión y desde mi gran ignorancia.

Es que eso no es lo que se observa. Lo que se mide por efecto Doppler es que las galaxias se están alejando de la Tierra a mayor velocidad cuanto mas lejos están. No importa la dirección de observación y a igual distancia igual velocidad. Esto último en términos estadísticos.

Si fuese como pensás, entonces la Tierra sería el centro del universo (los geocentristas felices) .
Lástima que por otras observaciones sabemos que ni la Tierra ni el sistema solar, ni nuestra galaxia, ni el cúmulo de galaxias al que pertenecemos ocupan un lugar especial en el universo.

 

[Gudino Roberto duberlin]

Si fuese como pensás, entonces la Tierra sería el centro del universo (los geocentristas felices) .

Quizás me expresé mal, pero no intento decir eso.

No importa la dirección de observación y a igual distancia igual velocidad. Esto último en términos estadísticos.

Casualmente ahí está el centro de mi duda, y si estamos midiendo con un error sistemático? o no contemplando un fenómeno? Escuché una teoría, de que la luz podría aumentar su longitud de onda(perdiendo energía) a medida que se desplaza.
Lamentablemente lo que podemos "ver" en todas direcciones del universo, es tan pero tan pequeño, que sólo nos alcanza para arrojar una teoría cómo la que tenemos hoy.

 

[Eduardo]

Quizás me expresé mal, pero no intento decir eso.

Quizás me expresé mal también, no interpreto que pienses eso, sino que esa sería la consecuencia.

Casualmente ahí está el centro de mi duda, y si estamos midiendo con un error sistemático? o no contemplando un fenómeno? Escuché una teoría, de que la luz podría aumentar su longitud de onda(perdiendo energía) a medida que se desplaza.

Cualquier explicación alternativa siempre tiene consecuencias sobre otras observaciones donde también se deberá verificar. Y justamente, la que mejor funciona es la del universo en expansión y encima acelerada.

Ya dieron un Nobel en 2011 por eso, pensá que esto no es como el premio Nobel de la Paz que es política 100%, acá se otorga si el trabajo es realmente importante. Se podrá discutir si eso era lo mas importante, pero nunca pensar que es una hipótesis irresponsable.
Eso no significa que sea la verdad absoluta, simplemente la mejor explicación HOY. Mañana con mejores instrumentos quizás se fortalezca esta hipótesis o se considere otra.

Lamentablemente lo que podemos "ver" en todas direcciones del universo, es tan pero tan pequeño, que sólo nos alcanza para arrojar una teoría cómo la que tenemos hoy.

La astronomía ha pasado por varias etapas:
- Empezó con la invención del telescopio.
- A partir de la aplicación de la fotografía.
- Con el desarrollo de la radioastronomía.
- Y la actual donde en poco tiempo se aparecieron: El CCD , los telescopios espaciales, la óptica adaptativa, y la espectrometría de alta resolución.

Cada una significó avances enormes respecto de la anterior, pero aunque esto solo permita ver una pequeña parte del universo, se está mucho mejor de lo que piensa el común de la gente. Que cree que aún se está en la primer etapa, con el ojo pegado al telescopio contando lo que se ve.

 

[Hellmut1956]

Me atrevo a responder. Para saber a que distancia algo está hay que saber que tan brillante es la luz que emana! Los científicos descubrieron una fuente de luz que siempre es igual y en consecuencia la intensidad de luz que emana es igual. Es un cierto tipo de supernova! la forma como funciona es la siguiente: Hay 2 estrellas que se circulan, una de las cuales es robada de materia por la otro por efectos de gravedad! Cuando la estrella que va aumentando su materia robando materia de la otro alcanza cierto umbral de masa, entonces esta estrella explota como supernova! Siempre es idéntica cantidad de materia que lleva a la explosión y por lo tanto la intensidad de luz de la supernova siempre es igual.

Así, cuando se trata de "medir" la distancia de la galaxia de nuestra se buscan explosiones de supernova de este tipo y de la intensidad de luz que llega al observador en la tierra este puede calcular a que distancia la supernova tuvo lugar. Accidentalmente esto también nos permite decir a que distancia esa explosión de la supernova ocurrió en el pasado!

Lo de la velocidad que una supernova se aleja de nosotros usamos lo que ya se ha dicho., el tal efecto Doppler. Como la luz siempre viaja a igual velocidad por el vacío, sie un objeto se mueve hacia nosotros el número de oscilaciones que vemos o oímos en cierto lapso de tiempo igual es mayor. La longitud de la honda, una oscilación completa, disminuye. lo que resulta el color variar en dirección de ondas mas cortas, en breve color "azul"! Viceversa la longitud de onda aumenta si el objeto se aleja, el efecto es un color mas rojo! A que velocidad un objeto se aleja de nosotros o se nos aproxima como es el caso con la galaxia Andrómeda se puede determinar a razón de cuanto lo frecuencia varía!

Relacionado a esto está lo que Eduardo describe como geocéntrico! Todos los puntos del universo son al tiempo el centro del universo! Para entender el porqué esto es correcto hay que comprender que es lo que ocurre en el universo desde cuando ocurrió el tal "Big Bang"! El universo no expande como lo hace un globo! El globo aumenta de tamaño ocupando mas y mas espacio. El universo en el momento del Big Bang era un "punto matemático! No tenía "largo" en ninguna dirección! era solo un punto. Así cuando el universo expande cada punto del universo en expansión era elemento del punto matemático inicial! El espacio y el tiempo, así lo explica la ley de la relatividad como espacio cuadri-dimensional, 3 dimensiones físicas y una que es el tiempo. Hay el concepto que el espacio es granular. Como tal se determina que la distancia de Plank es la distancia entre grano de espacio al próximo. Lo mismo también es aplicado al tiempo. El tiempo es granular siendo el lapso mínimo el tiempo de Plank. Así todo gránulo del espacio es el centro del universo!

Bien es sabido, que las leyes de Einstein son aplicables al espacio grande y que la leyes cuánticas son aplicables en dimensiones diminutas. Pues bien, allí es donde los conceptos que trate presentar en mi primera contribución a este hilo. Si el universo al iniciarse era solo un punto matemático, entonces a el se aplican las leyes cuánticas. El concepto que traté de presentar, y no me preguntes como se hace eso de forma matemática, aplica el comportamiento sujeto a las leyes cuánticas al espacio en nuestro universo. Cada grano de espacio, definido por la longitud de Plank, se comporta de acuerdo a las leyes cuánticas.

En esta descripción del espacio en nuestro universo ocurre lo que se llama "fluctuación cuántica! así en todo momento en el tal "vacío" del espacio aparecen partículas sub-atómicas de materia positiva y negativa y estas se eliminan constantemente. Durante los primeros momentos del universo la temperatura del universo era inmensa y a razón de la fluctuación cuántica aparecían partes y se eliminaban. Como todo volumen de gas que es expandido las temperaturas caían hasta alcanzar tal valor que las partículas podían "condensar"! Y allí viene lo simpático. Debido a la fluctuación cuántica en el momento adecuado por "casualidad" había mas partículas de materia positiva por lo cual estas no se eliminaban con su contraparte negativa. Se dice que esa es la explicación de porque la materia bosonica, así se denomina nuestra "materia", es la dominante en nuestro universo.Los electrones y fotones se denominan materia leptónica. La parte Higgs, un boson, es la que le da masa a las partículas bosonicas, las leptónicas no tienen masa, como es el caso con los fotones. Materia leptónica puede moverse a la velocidad de la luz, la bosónica es frenada por la masa que le da la parte de Higgs como parte del "campo de Higgs"!

Ahora hay partes que se llaman gluones, nombre relacionado al término Inglés de pegamento, "pegan" las partículas bosónicas habiendo así núcleos de átomos. Hay ahora el concepto dentro del cual se dice que matemáticamente es posible combinar las características descritas por las leyes relativistas con aquellas cuánticas. Otro vez: Soy incapaz matemático por lo que no puedo expresar lo que digo en el lenguaje matemático! Según este concepto la gravedad es una particularidad de materia positiva, la "antigravedad", su equivalente en materia negativa, la energía oscura!

Dicen que cuando el espacio de nuestro universo era aún menor al valor que tenía hace unos 7 billones de años, la particularidad de la gravedad de la materia positiva era la fuerza dominante, lo que permitió que el universo se desarrollara de la forma que lo conocemos. Yo me lo explique en analogía a un condensador. Allí electrones y "huecos" se atraen, polos positivos y negativos de la fuerza electromagnética. En el universo temprano anterior a los 7 billones de años los gluones y su particularidad de la gravedad atraían las masas en el universo desacelerando el crecimiento, la expansión del universo. En algún momento las partes "negativas" que aparecen siguiendo las leyes cuánticas en el universo en el vacío empezaron a mermar la atracción entre las masas positivas y sus gluones, lo que conocemos por gravedad. Así, cuando mas extenso era el vació entre las masas bosónicas y la materia oscura que tienen como efecto la gravedad. Las partículas a razón de las fluctuaciones cuánticas del vacío que es granular, distancia de Plank y tiempo de Plank, de materia negativas aumentan el efecto de la antigravedad, lo que hoy se denomina por energía oscura.

El nuevo telescopio de altísima resolución quiere recolectar la información que permita describir de forma matemática como la energía oscura mermaba la deceleración a razón de la gravedad y desde hace aproximadamente 7 billones de años se ha vuelto la fuerza dominante acelerando la expansión del universo!

Estos conceptos permiten, como ya escribí, combinar las leyes relativistas y cuánticas de forma matemática. Un efecto lateral pero revolucionario es que la gravedad deja de ser el efecto de una curvatura del espacio. Pero también permite investigar si el concepto de la anti-gravedad relacionado a la materia negativa permite describir los efectos de la energía oscura.

Quiero cerrar por ahorra mi contribución de hoy explicando de como esto "juega" con el concepto del futuro del universo, el tal "Big Rip"!

Trate de presentar al principio el concepto que el universo al momento del "Big Bang" era un punto matemático sin dimensiones, pero que ya en su momento original contenía el concepto de la granularidad del espacio. A razón de esto cualquier punto en nuestro universo al mismo tiempo es el "centro del universo"! Hay un concepto de la granularidad del espacio que permite, a mi opinión, entender el efecto del "Big Rip! Imaginémonos que el espacio es como una tela, donde cada nudo es una partícula del espacio. Al expenderse el universo es como tirar de una tela agrandándola. El número de nudos de la tela no varía, tal cual el número de partículas de espacio tampoco varía. es solo la distancia entre los nudos que conforman la tela aumenta en relación a como extendemos la tela. El Big Rip es lo equivalente cuando la tela se raja a razón se ser extendida a mas de lo que resiste!

En el espacio del universo lo que hace que las galaxias se alejen una de otra es que la distancia entre los nudos de la tela, los granos de espacio aumenta. Como esta distancia entre los nudos de la tela aumenta aparentemente los nudos mas lejanos se alejan a mas velocidad! eso es válido para cualquier nudo de la tela. razón por la cual cualquier observador en cualquier galaxia ve como las otras galaxias se alejan de el! Pero hay algo simpático! Como la velocidad aparente con la cual una galaxia se distancia de otras depende de la cantidad de nudos de la tela, de partículas de espacio, que hay entre quien observa una galaxia. así relativamente prono el lapsos de tiempo del universo las otras galaxias se irán alejando una de otra a una velocidad aparente mayor que la velocidad de la luz! Cada nudo, cada partícula se distancia de su partícula vecina a una velocidad menor que la luz. Así hoy podemos observar el universo. Futuros observadores solo verán nuestra propia galaxia porque las otras se alejan a una velocidad mayor que la luz y razón de lo cual serán invisibles! Un cielo en el futuro no podrá ver mas que su propia galaxia y tampoco podrá ver la radiación de fondo que nos permite analizar como desde el Big Bang hasta hoy se ha desarrollado el universo. será un cielo oscuro!

Pero volvamos a lo del "Big Rip"! Al principio, en términos del universo, la expansión hará invisible las otras galaxias. Mas tarde esta energía oscura desmantelará las galaxias, luego los sistemas solares hasta que mas tarde aún los núcleos de los átomos se desmantelarán dejando solo partículas sub-atómicas. Hay quien escribe que en cierto momento mas tarde aún esto haga que el universo desaparezca a razón de leyes cuánticas. Eso es lo que se denomina como "Big Rip". Pero aún nos quedan 21 billones de años hasta que eso ocurra!