El lado oscuro del Universo, de Sergio de RgulesIntroduccinDesde hace muchos aos, los astrnomos y otros cientficos han dedicado sus esfuerzos a la elaboracin y verificacin de teoras que permitan una plena comprensin del Cosmos. Dos de los resultados de su trabajo (que sern abordados en las siguientes lneas), son la teora del Big Bang y el llamado modelo inflacionario. Este escrito, por tanto, tiene como propsito presentar lo que es a grandes rasgos la visin que hoy en da predomina en la comunidad cientfica respecto al origen y evolucin del Universo. DesarrolloLos astrnomos han desarrollado mtodos para determinar la distancia entre los cuerpos celestes. En particular, son capaces de calcular la distancia entre galaxias a partir de la luminosidad que emiten sus estrellas. La luz de una galaxia tambin brinda informacin acerca de la velocidad con la que se mueve. La luz de una galaxia se ve ms roja cuando sta se aleja (fenmeno conocido como corrimiento al rojo) y ms azul cuando se acerca (corrimiento al azul). A partir de esta propiedad, que puede medirse con precisin, los astrnomos de principios del siglo XX descubrieron que todas las galaxias se estn alejando entre s.En 1929, el astrnomo estadounidense Edwin Hubble dio un paso ms al descubrir la ley que lleva su nombre. Esta ley establece que cuanto ms lejos est una galaxia, ms rpido se aleja y que la relacin entre distancia y velocidad es una proporcionalidad directa. Esto se ha considerado una prueba de que el Universo se expande. El descubrimiento de Hubble condujo al desarrollo de la teora del Big Bang: el Universo se origin en un pasado remoto a partir de una mezcla increblemente densa de materia y energa. Los cientficos concluyeron que si la teora era correcta, deba existir todava una radiacin muy tenue distribuida por todo el espacio, nico vestigio de aquellas elevadas densidades y temperaturas primigenias. La evidencia experimental no lleg hasta 1965, cuando Arno Penzias y Robert Wilson, dos fsicos que estaban probando una antena de comunicacin satelital, detectaron un ruido persistente e inexplicable, que result ser la radiacin de fondo.Sin embargo, la teora del Big Bang original presentaba algunas dificultades. Con el fin de solucionarlas, en los aos 80 los cosmlogos aadieron al modelo el concepto de inflacin. Cuando se estudia la geometra del espacio, se distinguen tres posibilidades en funcin de la cantidad de materia y energa contenidas en el Universo: 1) Poca materia y energa implica una curvatura negativa; 2) Ni mucha ni poca materia significa un espacio plano y 3) Mucha materia y energa se traducen en una curvatura positiva. Esta geometra del espacio es relevante porque de ella depende el futuro del Universo. Si la curvatura es negativa o el espacio es plano, la expansin del Universo continuar eternamente; si la curvatura es positiva, la expansin eventualmente se detendr e invertir. El modelo inflacionario predeca un espacio plano, lo cual concordaba con los resultados de estudios sobre la radiacin de fondo. No obstante, las observaciones indicaban que haba tan poca materia en el Universo que este deba tener curvatura negativa.Esta aparente escasez de materia intrig a los cosmlogos, quienes se esforzaron en hallar una explicacin al respecto.A finales de los noventa, el estudio de la luminosidad de supernovas (explosiones de estrellas masivas) llevara a otro gran descubrimiento. En 1998, los astrofsicos Brian Schmidt y Saul Perlmutter analizaron los datos recopilados sobre 40 supernovas y observaron que las supernovas se vean 25% ms tenues de lo que corresponda a su corrimiento al rojo si la expansin del Universo se va frenando. Esta evidencia experimental los llev a concluir que el Universo, lejos de frenarse, se est expandiendo de forma acelerada.La comunidad cientfica concluy que expansin acelerada deba ser producida por una energa oscura que se opondra a la fuerza de gravedad (que siempre es de naturaleza atractiva). La existencia de esta energa oscura tambin permitira completar la cantidad de materia y energa faltantes en el Universo para que este tuviera una geometra plana, de acuerdo con el modelo inflacionario.Se contemplan dos principales posibilidades acerca del origen de la energa oscura. La primera supone que la energa oscura no es otra cosa que la constante cosmolgica, es decir, una propiedad intrnseca del espacio. La segunda posibilidad es que la energa oscura provenga de un nuevo tipo de campo, parecido a los campos elctricos y magnticos, al que algunos cosmlogos llaman quintaesencia, la cual producira repulsin gravitacional.La constante cosmolgica, como propiedad intrnseca del espacio, no cambia con la expansin del Universo, no interacta con la materia y no cambia de valor en distintas regiones. En cambio la quintaesencia s podra interactuar con la materia y cambiar de valor. Otra diferencia entre ambas es que la quintaesencia acelera la expansin del Universo menos que la constante cosmolgica.Tras el descubrimiento de la expansin acelerada y la energa oscura, la visin predominante del futuro del Universo afirma que este seguir expandindose para siempre, alejando cada vez ms entre s a las galaxias.Existe, no obstante, otra teora reciente, que afirma que la energa oscura es de un tipo diferente al de la quintaesencia. La energa fantasma, como se le conoce, cambiara el futuro del Universo. La energa fantasma provocara que la aceleracin de la expansin del Universo empezara a notarse a escalas cada vez ms pequeas para producir un final que se llama Big Rip (el Gran Desgarrn).ConclusinA lo largo del siglo XX se produjeron enormes avances en la astronoma, los cuales contribuyeron a formar la imagen que actualmente tenemos del Universo. El modelo del Big Bang tuvo que ser estudiado a detalle y complementado con nuevas ideas para explicar las observaciones de los astrnomos. Aunque hoy en da hay un consenso ms o menos amplio en cuanto al futuro del Universo, sigue sin conocerse con exactitud lo que es la energa oscura. Se espera que la investigacin astronmica, apoyndose en los nuevos telescopios terrestres y espaciales nos permita esclarecer la cuestin.Reflexin.He elegido este tema porque se relaciona con la disciplina que ms me ha interesado a lo largo de mis aos como estudiante y mi vida profesional, la fsica. Ms an, hubo un tiempo en que la astronoma form parte de mis actividades de recreacin.Antes de empezar a escribir, tuve que dedicar tiempo a organizar mentalmente mis ideas. Posteriormente decid comenzar con una apreciacin general del tema con el propsito de situar al lector en contexto.