¡Hola!
¿Reuniones en sábados también?
Es que ya vimos que el "tiempo" es un tema discutible, y hoy es sábado porque alguien diseñó un calendario con meses y días que respetamos como si fuese palabra santa. Pero en la reunión pasada revisamos opiniones acerca del tema que nos permiten dudar de la existencia de la trilogía pasado-presente-futuro y, en este preciso día, de que hoy sea algo, por ejemplo, sábado.
Invité a varios científicos muy conocidos a participar de la reunión, pero seguramente creen en el calendario gregoriano y los sábados se niegan a dictar conferencias. Prefieren dormir hasta tarde y dedicar el resto del día a paseos y fiestas. Por eso estuve trabajando con información que redactaron en otros momentos y que este mundo de internet fue reuniendo en sus archivos.
El tema que me pareció apto para complementar algunas ideas discutidas en notas anteriores es el de una clasificación de universos pero dentro de este universo en el que creemos existir. No pude hasta ahora detectar los autores de la información pero prometo incluirlos vía links cuando los identifique.
Dice por allí que habría un "universo observable" y un "universo total". Les pido que presten atención a lo que definen porque puede ser importante para nuestra investigación.
El universo observable (horizonte del universo) estaría constituido teóricamente por la parte detectable por el ser humano de lo que se generó en el Big Bang. Esto implica que en ese instante se produjo más de lo que podemos ver (con lo que estoy de acuerdo). El "todo" de lo que se "creó" en Big Bang se le suele llamar "universo total".
Hace 13,700 millones de años, minutos más, minutos menos, se generó un reloj que comenzó a avanzar hacia el futuro. Un instante antes no existía ese reloj y, por consiguiente, no existía el tiempo. Habían nacido el universo observable (el nuestro) y el universo total (el todo). Y con ellos una duda gigantesca que vamos intentando resolver. En el universo observable nacía también la Física que iríamos conociendo poco a poco y que continuamos tratando de desarrollar, con sus causas y efectos, y la posibilidad de otras Físicas (o como serán llamadas oportunamente) que rigen al resto del universo, esto es, a lo que completará nuestro conocimiento sobre el universo total.
¿Podemos hablar de dimensiones en la descripción de ambos universos?
Nuestro espíritu generalizador nos hace ver esferas en los planetas y en las estrellas, y eso nos ha llevado a imaginar un universo observable esférico y hasta un universo total también esférico que lo incluiría. ¿Fundamentos? Por ahora pocos y débiles. Quizá ninguno de esos universos sea esférico, como ocurrió en mi visión inicial soñada, en la que no existían formas geométricas, ni espacios ni tiempos. En todo caso, ambos universos surgieron hace 13.700 millones de años y eso nos permite especular un radio para nuestro universo observable pero ninguno tamaño conocido para el universo total.
Hagamos una breve pausa para acomodar las nuevas ideas y analizarlas someramente.
No conocemos el tamaño total de lo que generó el Big Bang pero sí podemos intentar medir la porción que habitamos. Ni siquiera sabemos si hay un universo total más "amplio" que el que creemos poder observar. Por tanto solamente podemos dedicar nuestros esfuerzos a la parte observable, sin saber siquiera su relación con otro posible universo creado o no al mismo tiempo.
¿Cómo estamos midiendo el universo observable? Dado que en el instante inicial nació la masa y quizá con ella la gravedad, y que esas ondas gravitatorias y los neutrinos posteriores, por allí andaría el cero del nuevo reloj. Pero la primera luz pudo comenzar a viajar por el espacio 380.000 años después y la detectamos ahora como "radiación de fondo de las microondas". ¿Quiénes emitieron esa primera luz? Todos los puntos del universo total lo hicieron, en todas las frecuencias posibles para un "cuerpo negro" a 3000 K (Kelvin). Y esos puntos eran protones, neutrones y electrones, únicas formas sobrevivientes como tales en esas condiciones.
Luego la luz inicial fue alejándose del punto en que se liberó de la enorme atracción gravitatoria en la que "nació", tarea que le demandó 380.000 años, y siguió viajando y disminuyendo su frecuencia (cantidad de ondas por segundo pasando por un punto dado). El universo había comenzado a expandirse. ¿Cuál de los dos, el observable o el total? Podemos estimar que ocurrió en el observable pero no sabemos si también en el total.
En estos tiempos y analizando desde nuestra nave espacial, detectamos que nos llegan microoondas, o en realidad todas las frecuencias del cuerpo negro emitidas a 2,7 K. La radiación, por el enfriamiento, se va "corriendo hacia el rojo". Y proviene de puntos situados en el centro de una esfera que nos envuelve cuyo radio es igual al del universo visible.
Como ese radio aumenta, el universo observable está creciendo y la frecuencia de la radiación disminuye.
No alcanzamos a ver todo lo observable. Tenemos diferencias de unos mil millones de años luz. Un año luz es una unidad de distancia. Equivale aproximadamente a 9 460 730 472 580,8 km, para ser más precisos). Es calculada como la distancia que recorre la luz en un año sin ser influenciada por cualquier campo gravitacional o campo magnético.
En campos especializados y científicos, se prefiere el pársec (unos 3,26 años luz) y sus múltiplos para las distancias astronómicas, mientras que el año luz sigue siendo habitual en ciencia popular y divulgación, y en contextos especializados se usa la unidad astronómica (unos 8,32 minutos luz).
Supongamos que nos llaman o nos escriben desde fuera el universo observable y nos preguntan cómo es el lugar en el que vivimos. ¿Qué podríamos responderles?
Por ejemplo les diríamos que nuestro universo observable parece tener unas condiciones físicas a las que podemos atribuir la característica matemática de "espacio-tiempo geométricamente plano". La expansión del espacio no desvía dos rayos de luz paralelos salvo que los afecten la gravedad o el magnetismo de un determinado lugar.
Nuestro universo observable tiene un radio de 1,37 x 10 "a la" 26 metros.
La densidad media de sus constituyentes primarios es de un 68,3 % de energía oscura, un 26,8 % de materia oscura fría y un 4,9% de materia ordinaria.
La densidad de los átomos está en el orden del núcleo de hidrógeno sencillo para cada cuatro metros cúbicos.
La naturaleza de la energía oscura y la materia oscura fría sigue siendo un misterio.
Esta gran mansión que habitamos no es de tamaño infinito. Creemos que es una esfera perfecta pero estamos midiendo desde la Tierra así que debemos ajustar los cálculos.Si,como decían hace años y algunos siguen afirmando, la Tierra estuviera en el centro del universo, el radio del universo visible estaría en unos 46.500 millones de años luz, pero corregido a un punto más confiable como centro, sería de 45.700 millones de años luz.
¿Cuándo se creó nuestro universo? Estés donde estés, fuera de este universo, el tuyo se creó en el mismo instante, hace unos 13.700 millones de años, pero la expansión ha hecho que el universo más lejano observable se encuentre ahora alejado de nosotros mucho más que esa distancia (13.700 millones de años luz). ¿Por qué?
La luz ha viajado esos 13.700 millones de años. Pero lo ha hecho sobre un universo en expansión. La luz tiene un límite de velocidad pero la expansión del universo no lo tiene, por lo que la distancia relativa entre la fuente de luz y un punto como nuestra casa aumenta continuamente. Seguramente ocurre lo mismo en tu universo, fuera del mío. O quizá no. No lo sé.
En este universo que habito, la principal fuente de energía es debida a la materia, no a la radiación y no a la constante cosmológica. Esto hace suponer que, como mi universo se expande a un ritmo cada vez menor, las distancias seguirán creciendo también a un ritmo cada vez menor.
El teléfono aún no ha sonado, al menos en casa. Todavía tenemos mucho que aprender acerca de este universo observable que habitamos. Asi que podemos agregar algo de información a nuestra base de datos.
Lo aceptado actualmente en el modelo del Big Bang muestra un principio dominado por la radiación (la energía predominante era atribuída a la radiación). Hacia el año 50.000 se llegó a un dominio compartido por radiación y materia. Paulatinamente dejó de dominar la radiación para dar paso a un largo período de dominio de la materia, que duraría hasta el año 10.000 millones aproximadamente,
año en el que compartían dominio la materia y la constante cosmológica (energía oscura).
Desde el año 10.000 millones, la constante cosmológica ha estado aumentando su dominio frente al de la materia. Actualmente hay un claro dominio de la constante cosmológica, contribuyendo con su energía (expansiva) en un 70 por ciento respecto a la contribución de la materia, (el otro 30 por ciento).
Actualmente la contribución de la radiación es insignificante (despreciable a efectos matemáticos) y, suponiendo un dominio único de la materia, podemos hacer los cálculos cuyo resultado ya les mostré hace unos minutos. Con algunas imprecisiones lógicas pero de todas formas el objetivo es estimar, no calcular, el radio del Universo observable.
La expansión del universo no es tan rápida como solemos pensar. La distancia "2.300.000 años luz" (distancia entre las galaxias Vía Láctea y Andrómeda) ha crecido aproximadamente "1 año luz" en los últimos 10.000 años debido a la expansión del universo.
El autor (aún desconocido) de una de las notas consultadas nos previene que un concepto que es básico entender es el siguiente: un segundo después del Big Bang (t = 1 segundo) la expansión ya pudo haberse llevado inhomogeneidades primordiales (nódulos de mayor densidad de energía que hoy vemos como supercúmulos) a millones de años luz de distancia. Esto es posible incluso con un ritmo de expansión lento. Todo depende del número de inhomogeneidades generadas en nuestro Big Bang y de la energía neta generada, que son datos desconocidos.
Un físico que se precie de tal no puede referirse libremente a un "universo observable" porque no es un tema preciso. Es preferible que hable de “nuestra esfera causa-efecto”, definición más científica, quizá. Además evita decir "universo" porque si es "uni" y no "multi" se está refiriendo a algo único, a algo total.
La nota que consultamos plantea otro interrogante verdaderamente audaz o al menos confrontado con lo que se suele suponer acerca del Big Bang. ¿Quién asegura que en el "lugar" en que ocurrió ese fenómeno no existía ya algo anterior?
Si antes del Big Bang ya había algo allí, entonces todo lo que hemos venido diciendo sufre un sacudón conceptual que nos puede arrojar fuera hasta de nuestra esfera causa-efecto o salir del volumen que ocupa lo generado en nuestro Big Bang. Es que allí nace el tema de los llamados "agujeros negros" supermasivos, zonas de no retorno que no se corresponden con los agujeros negros producidos por el colapso de estrellas como nuestro Sol.
¿Tiene sentido investigar la posibilidad de que el Big Bang haya sido un punto de una historia que había comenzado mucho antes o que existía desde siempre? Por supuesto, aunque no lo haremos ni aquí ni ahora. Pero, de todos modos, evitemos caer en el error de pensar que lo que conocemos es "el todo".
Sí que tiene sentido preguntarse qué hay más allá. Siempre lo tiene.
Aunque ahora no tengamos las herramientas para estudiarlo, ya las tendremos.
Bien, vayamos cerrando esta reunión porque seguramente ha sido para algunos una fuente de nuevas ideas. Ése es el objetivo, dijimos. Y hagámoslo con algo liviano. ¿Vamos a construir un universo a escala?
Si reducimos los 1.400.000 km diámetro a una esferita de 7 cm de diámetro, entonces...
la Tierra medirá 0,06 cm y estará a una distancia promedio de 7,5 m del Sol, en tanto que Mercurio estará a 3 m, Venus a 5 m, Marte a 11 m, Júpiter a 40 m, Saturno a 75 m, Urano a 140 m y Neptuno a 230 m.
Un año luz equivaldría a 1,3 km (la distancia de Madrid a Barcelona). Próxima Centauri estaría a 2.000 km (como de Buenos Aires a Esquel). Andrómeda nos quedaría a 1.000 millones de kilómetros de distancia (recordemos que en esta escala estamos usando una distancia Tierra-Sol de 7,5 metros).
El diámetro del "universo observable" sería de 44 billones de kilómetros,y el "universo" visible sería aproximadamente desde el Sol hasta la estrella más cercana.
Gracias por acompañarme en esta interesante investigación. Al menos lo es para mí. Y no duden en seguir enviando sus consultas y comentarios a mi email pues me ayudan a programar las reuniones siguientes.
Un saludo afectuoso
Daniel Aníbal Galatro
danielgalatro@gmail.com
Noviembre 22 de 2014
Esquel - Chubut Argentina
Al índice:
http://complejoculturalgalatro.blogspot.com.ar/2014/11/universos-y-multiverso-indice-por.html
