9 de los hechos más alucinantes sobre el Universo

El Universo es asombroso. Póngalo de esta manera: toda su materia ordinaria, todas las partículas que nos forman y todo lo que podemos ver solo constituyen el 4% de su materia. Solo descubrimos el principal componente de masa del Universo, lo que constituye el 70% de él, en 1998. Lo llamamos energía oscura, aunque nadie tiene la menor idea de qué es exactamente.

Lea más sobre nuestro increíble Universo:

• ¿Cuáles son las estrellas más extrañas del Universo?
• 12 hechos increíbles sobre la gravedad
• ¿Cuáles son los objetos más grandes del Universo?

El Universo ” , parafraseando al biólogo británico JBS Haldane, «no es más extraño de lo que imaginamos. Es más extraño de lo que podemos imaginar». Para celebrar este feliz hecho, aquí están 9 de los descubrimientos espaciales más asombrosos de los últimos tiempos.

Las galaxias activas a menudo emiten 100 veces más luz que una galaxia normal. Con el descubrimiento en 1963 de los cuásares, quedó claro que la luz no proviene de las estrellas sino de una región central. más pequeño que el Sistema Solar.

La única fuente de energía concebible es la materia calentada hasta la incandescencia a medida que se arremolina hacia un agujero negro gigante de hasta 50 mil millones de veces la masa del Sol.

En la década de 1990, el telescopio espacial Hubble de la NASA descubrió que, aunque las galaxias activas representan solo alrededor del 1% de las galaxias, los agujeros negros supermasivos no son una anomalía.

Casi todas las galaxias, incluida nuestra leche. y Way, contiene uno, pero sin suministro de alimentos, la mayoría se ha apagado.

¿Qué están haciendo los agujeros negros supermasivos en los corazones de las galaxias? ¿Fueron las semillas alrededor de las cuales se congelaron las galaxias? ¿O las engendraron las galaxias recién nacidas? Estas siguen siendo algunas de las preguntas sin resolver más importantes de la astrofísica.

El calor de la bola de fuego del Big Bang fue reprimido en el Universo. No tenía adónde ir, por lo que todavía está a nuestro alrededor hoy.

Lo extraño es que su temperatura, 2.725 ° C por encima del cero absoluto (–270 ° C), la temperatura más baja posible, es esencialmente la mismo en todas partes.

Sin embargo, si imaginamos la expansión cósmica corriendo hacia atrás, como una película al revés, encontramos que partes del Universo que están en lados opuestos del cielo hoy no estaban en contacto cuando la bola de fuego de la radiación se desprendió de la materia.

En otras palabras, no ha habido tiempo suficiente para que el calor viaje entre ellos y la temperatura se iguale desde el nacimiento del Universo.

Los astrónomos arreglan esto manteniendo que al principio, el Universo era mucho más pequeño de lo esperado, por lo que el calor se movía fácilmente.

Para pasar de este tamaño más pequeño al tamaño actual, el Universo tuvo que pasar por un estallido inicial de expansión superrápida, conocido como inflación.

Hay un descubrimiento tan asombroso que aún no ha llegado a la conciencia de la mayoría de los científicos en activo: todo lo que la ciencia ha sido estudiar estos últimos 350 años no es más que un contaminante menor del Universo.

Solo alrededor del 4.9% de la masa-energía del Universo son átomos: el tipo de cosas que tú, yo, las estrellas y las galaxias estamos hechos de (y, de eso, solo la mitad ha sido detectada con telescopios).

Aproximadamente el 26,8% de la masa-energía cósmica es materia oscura invisible, revelada porque tira con su gravedad sobre la materia visible.

Los candidatos para lo que constituye la materia oscura incluyen partículas subatómicas desconocidas hasta ahora y agujeros negros creados en el Big Bang.

Pero, además de la materia oscura, hay energía oscura, que representa el 68,3% de la masa-energía del Universo.

Es invisible, llena todo el espacio y está acelerando la expansión cósmica. ¡Y nuestra mejor teoría, la teoría cuántica, sobreestima su densidad de energía en un factor de uno seguido de 120 ceros!

El Universo no ha existido para siempre. Nació. Hace 13.82 mil millones de años, toda la materia, la energía, el espacio, e incluso el tiempo, estallaron en una titánica bola de fuego llamada Big Bang.

La bola de fuego comenzó a expandirse y, a partir de los escombros que se enfriaban, finalmente se congeló galaxias – grandes islas de estrellas de las cuales nuestra Vía Láctea es una entre dos billones estimados. Esto, en pocas palabras, es la teoría del Big Bang.

Se mire como se mire, la idea de que el Universo surgió de la nada, que hubo un día sin un ayer, es completamente loco. Pero eso es lo que nos dice la evidencia.

Surge una pregunta inmediata: ¿qué sucedió antes del Big Bang?

La renuencia a enfrentar esta incómoda pregunta es por qué la mayoría de los científicos tuvieron que ser arrastrados pateando y gritando para aceptar la idea del Big Bang.

El Universo se está expandiendo, sus galaxias constituyentes se separan como pedazos de metralla cósmica después del Big Bang. La única fuerza que opera debería ser la gravedad, que actúa como una red elástica entre las galaxias, ralentizándolas.

Pero en 1998, contrariamente a todas las expectativas, los astrónomos descubrieron que la expansión del Universo en realidad se está acelerando.

Para explicarlo, postularon la existencia de cosas invisibles, que han denominado energía oscura, que llena el espacio y tiene una gravedad repulsiva. Es la gravedad repulsiva de esta energía oscura la que está acelerando la expansión cósmica.

La energía oscura representa casi dos tercios de la masa-energía del Universo. Por lo tanto, la ciencia escolar está atrasada al decir que la gravedad apesta. ¡En la mayor parte del Universo sopla!

Levante el pulgar. 100 mil millones de neutrinos pasan a través de su pulgar cada segundo. Hace 8,5 minutos estaban en el corazón del Sol.

Los neutrinos solares son un subproducto de las reacciones nucleares que generan la luz solar. Cuando Ray Davis se propuso detectarlos con 100,000 galones de líquido limpiador en una mina en Dakota del Sur, esperaba confirmar la imagen estándar del Sol.

En cambio, encontró solo un tercio de los neutrinos esperados , algo que no solo fue confirmado por experimentos posteriores, sino que le valió el Premio Nobel.

Los neutrinos son partículas subatómicas fantasmales que existen en una extraña superposición cuántica, similar a un animal que es simultáneamente una vaca, un cerdo y un pollo.

A medida que viajan desde el Sol, cambian entre ser un neutrino electrónico, un neutrino muón y un neutrino tau, razón por la cual los experimentos sensibles a un solo tipo recogen un tercio del número esperado.

Los científicos odian invocar algo especial sobre nuestra situación en el Universo. «Especial» es improbable mientras que «típico» es probable.

Pero el descubrimiento de planetas alrededor de otras estrellas – en el último recuento, se han confirmado más de 3500 – ha creado un dolor de cabeza. Ninguno es como el nuestro.

Hay sistemas planetarios supercompactos en los que todos los planetas orbitan más cerca de su estrella madre que Mercurio, el planeta más interno del Sistema Solar, lo hace con el Sol.

Hay planetas con la masa de Júpiter que deben haber migrado hacia adentro.

Hay planetas en órbitas muy elípticas, similares a las de los cometas.

Y hay planetas que orbitan alrededor del alrededor de sus estrellas.

Dado que se cree que los planetas se congelan a partir del gas y el polvo que giran en la misma dirección alrededor de un sol recién nacido, este último descubrimiento es especialmente difícil de explicar.

Hasta ahora, nadie sabe si lo inusual de nuestro Sistema Solar tiene algo que ver con que la raza humana se haya levantado para notarlo.

El 14 de septiembre de 2015, se detectaron ondas gravitacionales en la Tierra por primera vez. Estas ondas en el tejido del espacio-tiempo, predichas por Einstein en 1916, provienen de la fusión de dos agujeros negros en una galaxia distante.

Brevemente, la energía bombeada fue 50 veces mayor que la de todos las estrellas en el Universo combinadas. Pero este no fue el único aspecto asombroso del evento.

Cada uno de los agujeros negros estaba en el rango de 30 masas solares. Dado que un agujero negro es lo que queda después de que la mayor parte de una estrella ha volado al espacio como una supernova, las estrellas precursoras deben haber pesado al menos 300 masas solares.

Estas estrellas son increíblemente raras en la actualidad. Pero los dos agujeros negros podrían haber sido restos de la primera generación de estrellas, que se cree que son enormes, o incluso agujeros negros primordiales, nacidos en el infierno del propio Big Bang.

Hay aproximadamente 100.000.000.000.000.000.000.000 de estrellas en el Universo. Y probablemente más planetas que estrellas. Sin embargo, en toda esta inmensidad, solo sabemos de un lugar donde existe vida: la Tierra.

A pesar de las búsquedas de señales inteligentes, no se ha encontrado ningún signo de vida extraterrestre inteligente. De hecho, existe un buen argumento de que si tales formas de vida existen, no solo deberíamos ver signos de ellas, sino que ya deberían haber venido aquí.

«¿Dónde están?» preguntó el famoso físico Enrico Fermi. Algunos astrónomos piensan que la respuesta es que estamos solos, que alguien tiene que ser el primero.

Pero la ausencia de evidencia no es evidencia de ausencia. Nos tomó tres mil millones de años pasar de una sola célula a una vida compleja, lo que sugiere que dar este paso es difícil.

Las civilizaciones tecnológicas como la nuestra pueden ser raras y sus vidas cortas; es posible que nos hayamos perdido por millones. o miles de millones de años. La otra alternativa es que el más cercano puede estar simplemente demasiado lejos para que lo detectemos.

Marcus Chown es un escritor científico y autor. Este artículo apareció originalmente en la edición de enero de 2018 de la revista BBC Sky at Night.