El hallazgo del Bosón de Higgs cierra un capítulo de la Historia de la Ciencia y apunta, como ya publicó ABC hace unos días,
a toda una serie de nuevos avances científicos. Sin embargo, los
investigadores creen que muchas cuestiones seguirán envueltas en el
misterio. He aquí algunas de las más importantes y que siguen trayendo
de cabea a los investigadores de todo el mundo.
1. Materia oscura
Toda
la materia que conocemos, desde la terrestre a la de las más lejanas
galaxias, responde al mismo tipo de estructura fundamental. Está
constituída por átomos, que a su vez constan de partículas y que se unen
para dormar los distintos materiales que conocemos. Lo que distingue,
por ejemplo, al hidrógeno del hierro es que el núcleo de un átomo del
hidrógeno contiene un solo protón y un solo neutrón, mientras que un
núcleo de hierro está formado por 58 protones y 58 neutrones. Cada
número corresponde a un elemento diferente de la Tabla Periódica.
Sin
embargo, desde hace ya más de una década sabemos que toda esa "materia
ordinaria", de la que todos nosotros estamos hechos, sólo da cuenta de
un 4% de la masa total del Universo. El restante 96%, aunque nos pese,
sigue siendo un misterio. Pero los científicos han encontrado pruebas
(indirectas) que indican la presencia de "otro tipo" de materia,
una tan extraña que ni siquiera sabemos si está compuesta por átomos. A
falta de más datos, la llamamos "materia oscura". Es por lo menos seis
veces más abundante que la materia ordinaria y sólo sabemos de su
existencia por los efectos gravitatorios que produce en la materia que
sí podemos ver. La materia oscura añade, por lo menos, otro 23% a la
masa total del Universo.
Los
astrónomos creen que muchas galaxias, incluída la nuestra, están
rodeadas por halos de materia oscura, lo que hace que las estrellas de
las regiones exteriores de esas galaxias orbiten mucho más rápido de lo
que lo harían teniendo en cuenta solo la materia que podemos ver.
Andrómeda, por ejemplo, la galaxia más cercana a nuestra Vía Láctea (se
encuentra a 2,5 millones de años luz) se dirige hacia nosotros a más de
320.000 km. por hora. Un movimiento que sólo puede deberse a la acción
de la gravedad. Sólo que, para causar ese avance, nuestra galaxia
debería ser diez veces mayor de lo que es.
2. Energía oscura
Sumando
materia ordinaria (4%) y materia oscura (23%), seguimos teniendo sólo
un 27% de la masa total del Universo. De qué está hecho, pues, el 73%
restante? La respuesta es aún más misteriosa que la materia oscura del
apartado anterior. Se trata, dicen los investigadores, de "energía
oscura", cuyo descubrimiento data de 1998.
Fue entonces cuando, después de un estudio de diez años sobre varias
supernovas, los astrónomos se quedaron de piedra. Algunas de ellas
estaban tan distantes que cuando su luz empezó a viajar hacia la Tierra
el Universo apenas si tenía una fracción de su edad actual. El objetivo
del estudio era medir si había fluctuaciones en la tasa de expansión del
Universo, lo cual serviría para afinar los cálculos sobre su edad,
estructura y destino final.
El
resultado del estudio fue totalmente inesperado. Los científicos, en
efecto, esperaban ver una ligera ralentización en la velocidad de
expansión. En lugar de eso, hallaron justo lo contrario: en lugar de
retrasarse, la expansión del Universo se estaba acelerando. La única
explicación posible fue recurrir a una suerte de fuerza capaz de
oponerse (y de vencer) a la gravedad.
Ese
nuevo y misterioso ingrediente fue bautizado como "energía oscura" y
muy pronto resultó evidente que esa energía se encontraba por todas
partes, y que su acción "antigravitatoria" era mucho mayor que la fuerza de gravedad combinada de
toda la materia, tanto de la ordinaria como de la oscura. De hecho, la
energía oscura se considera responsable del 73% de la masa del Universo.
3. Antimateria
Además
de la ordinaria y de la oscura hay, que se sepa, por lo menos otra
clase de materia, y tan distinta de la ordinaria (de la cual estamos
todos hechos) que es incompatible con ella. Se trata de la antimateria.
La antimateria es, aparentemente, idéntica a la materia «normal». De
hecho, no puede diferenciarse de ella a simple vista. Pero si un átomo
de antimateria entra en contacto con otro de materia, ambos se aniquilan
en una fuerte explosión de energía.
Si
un hombre pusiera pie en un planeta hecho de antimateria, se
desintegraría al instante. Los modernos laboratorios de física son
capaces, desde hace algunos años, de «fabricar» átomos de antimateria.
Algunas teorías postulan la existencia de galaxias enteras hechas de antimateria.
Galaxias que, si alguna vez llegaran a entrar en contacto con la
nuestra, provocarían un cataclismo cósmico como jamás se ha visto.
La
cuestión es que, a pesar de que las teorías actuales predicen que el
Big Bang habría tenido que dar lugar a la misma cantidad de materia que
de antimateria, parece que todo cuanto nos rodea está hecho de materia
"normal". Dónde está, pues, la antimateria que falta? Es posible, dicen
algunos, que en el origen se generara un exceso de materia y que todo lo
que vemos sea lo que queda despuñes de que toda la materia y
antimateria original se aniquilaran entre sí. Otros, sin embargo,
piensan que muchas de las galaxias que podemos ver a través de nuestros
telescopios podrían estar hechas de antimateria. ¿Quién tiene razón? Es
pronto, muy pronto, para saberlo.
4. ¿Cuál será el destino del Universo?
El
Universo, como demostró el astrónomo Edwin Hubble en 1929, se expande
en razón de una constante que él mismo calculó. A cada minuto que pasa
se hace más grande. Expansión que además, como hemos visto, se está
acelerando en virtud de la "energía oscura". Eso significa que hace una
hora el Universo era más pequeño, que hace un mes lo era aún más. Hace
miles de millones de años, debió de existir un momento muy especial en
que todo el Universo estuvo contenido en un punto microscópico, un punto
que, de alguna manera, comenzó a expandirse y cuya expansión continúa en la actualidad.
La
pregunta es: ¿Continuará para siempre este proceso de expansión? ¿O se
detendrá alguna vez para dar inicio a una fase de contracción? El
destino del Universo, como se sabe desde hace décadas, depende en gran
medida de la cantidad de materia y de energía oscura que haya en él.
Porque la materia es responsable de la fuerza de gravedad y la gravedad
tiende a reunir la materia, es decir, se opone frontalmente a la fuerza
de la expansión que pugna por separarla.
Más
materia significa más gravedad, y la gravedad, si es lo suficientemente
fuerte, es lo único que podría frenar el actual proceso de expansión y
dar lugar a un periodo de contracción (Universo cerrado). Menos materia
significaría menos gravedad, en cuyo caso la expansión continuaría
eternamente, hasta que se apagara la última estrella en un Universo
frío, oscuro y desolado (Universo abierto).
Pero
si la cantidad de materia resultara ser la justa, entonces podríamos
mantenernos en la línea intermedia entre estas dos soluciones (Universo
plano). Lo que hay que hacer, resulta evidente, es calcular de una vez
cuánta materia (y de qué clase) hay exactamente a nuestro alrededor.
5. ¿Existen otros Universos?
Hace
apenas un siglo aún creíamos que la Tierra era el centro de todo lo que
existe. Hoy, sin embargo, los espectaculares avances del conocimiento
científico nos han exiliado a un apartado rincón de una galaxia que no
tiene (aparte de nosotros mismos) nada de especial con respecto a las demás.
Y puede que pronto tengamos que hacer lo propio con el concepto mismo
de Universo. Universos cíclicos, Universos burbuja... existen varias
descripciones matemáticas que sugieren que el nuestro no es el único
Universo posible. No sólo eso, sino que podrían haber existido otros
universos antes que el nuestro, y podría haber otros que nacieran
después de que el que conocemos haya desaparecido.
Algunas
teorías llegan incluso a sostener que, probablemente, existen otros
universos contemporáneos, desarrollándose al mismo tiempo que el
nuestro. El secreto de los universos paralelos se oculta, una vez más,
en las condiciones que originaron el Big Bang. ¿Por qué motivo de la
Gran Explosión habría tenido que surgir un sólo Universo? ¿Por qué no
dos, o diez, o un número infinito de ellos? ¿No pudo haber en el origen
múltiples burbujas y ser nuestra realidad en expansión sólo una de
ellas?
6. ¿Qué había antes del Big Bang?
La
mayoría de los científicos opinaría que es absurdo plantear la cuestión
porque, entre otras cosas, con el Big Bang también surgió el tiempo, y
«antes» es un concepto temporal que no puede aplicarse fuera del propio
tiempo. Sin embargo, según ciertos cálculos, abordados en principio por
un grupo reducido de «disidentes» sobre la posible existencia de «otros»
universos, (cálculos que hoy empiezan a gozar de la aceptación general)
la pregunta vuelve a encontrar sentido. Hay varias teorías sobre el
«antes». La más extendida de ellas dice que nuestro universo podría estar «rebotando» sobre sí mismo, como una burbuja que se hincha y se deshincha, y que el Big Bang podría ser sólo el momento inicial de uno de esos rebotes.
Esta
teoría implica la necesidad de que el Universo actual sea «cerrado», es
decir, que la gravedad venza a la fuerza de expansión y provoque el
comienzo de una etapa de contracción que vuelva a terminar en un punto,
como el original, de infinita densidad. Algo que, por otra parte, parece
no estar sucediendo. Según esta teoría, el nuestro sólo sería un ciclo
más en medio de un número indeterminado de ciclos. Eso sí, un ciclo muy
especial, en el que se han dado las condiciones precisas para que surjan
unos seres (nosotros) capaces de preguntarse qué había antes del Big
Bang.
7. ¿Hacia dónde va nuestra galaxia?
Como
hemos visto, en el Universo todo se mueve, y no cabe duda de que, en
términos generales, las galaxias se alejan las unas de las otras. Pero,
dentro de este esquema existen otros movimientos, más concretos,
provocados por otras fuerzas, probablemente gravitatorias, cuyo origen aún se desconoce. Nuestra galaxia, por ejemplo, junto a todas sus vecinas del Grupo Local
de galaxias (unas veinte) se dirige a toda velocidad hacia el cúmulo de
Virgo. No sería ésta la dirección lógica si siguiéramos, lisa y
llanamente, las leyes de la expansión. ¿Qué nos atrae entonces hacia
allí? ¿Qué misteriosa fuerza puede alterar el rumbo de todo un grupo de
galaxias en el espacio?
Partamos
desde el principio. Para calcular el movimiento del grupo de galaxias
al que nosotros mismos pertenecemos, un observador situado en la Tierra
debe tener en cuenta la superposición de varios movimientos «menores»,
como por ejemplo los 30 km/s de la Tierra en su órbita alrededor del
Sol, los 230 km/s de todo el Sistema Solar alrededor del centro de
nuestra propia galaxia o los 90 km/s a los que La Vía Láctea (nuestra
galaxia) es atraída hacia su vecina más próxima, la galaxia de
Andrómeda.
Descontados
dichos movimientos, aún queda otro, de 600 km/s, de nuestra galaxia (y
de todas sus compañeras del Grupo Local) hacia el Cúmulo de Virgo. Sin
embargo, se ha comprobado que el Cúmulo de Virgo no puede ser responsable de todo este movimiento,
ya que él mismo también se mueve en la misma dirección. Sea lo que sea
lo que nos atrae, también atrae al cúmulo de Virgo. El siguiente
candidato a «culpable», por el simple hecho de que está en la dirección
hacia la que nos dirigimos, fue el supercúmulo Hidra-Centauro.
Pero
cual no sería la sorpresa de los investigadores cuando descubrieron que
también Hidra-Centauro (una agrupación de galaxias cientos de veces
mayor que el cúmulo de Virgo) estaba aprisionado dentro de una atracción
gravitatoria todavía mayor. Desconcertados, llamaron Gran Atractor al
«monstruo» capaz de mover hacia sí mismo miles de galaxias como si
fueran planetas alrededor del Sol. Sea lo que sea ese Gran Atractor, lo
cierto es que todos, inevitablemente, nos dirigimos hacia allí.