Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

La misteriosa fuerza repulsiva

Cuando lanzamos con nuestras manos una piedra hacia las alturas estamos seguros que tendrá un determinado alcance y que caerá a una distancia más o menos lejana del punto del lanzamiento. No se nos ocurre pensar que esa piedra siguiese volando, cada vez más lejos y con mayor velocidad. Ese sería un comportamiento inverosímil.

Hay muchos intelectuales que creen que el fin de la Ciencia está cercano, en el sentido de que todos los grandes y trascendentes descubrimientos ya están hechos, por lo que solo nos falta conocer los retoques. La Cosmología no podía ser una excepción a esa idea, por lo que Howard Georgi, un físico de partículas de la Universidad de Harvard, expresó hace cierto tiempo: "Creo que debemos considerar la Cosmología como una Ciencia histórica, al igual que la biología evolutiva". Sin embargo, la comunidad científica está quedando estupefacta ante los indicios de lo que parece ser un comportamiento inverosímil del Universo. La teoría estándar predice, tras el gran inicio con el Big Bang, un Universo en continua expansión, con una velocidad expansiva natural decreciente (como en la caída de la piedra). Pero Adam Riess, astrónomo de la Universidad de California en Berkeley, con un grupo internacional de científicos, acaba de publicar en la revista Science su desconcertante descubrimiento de que el Universo no solo no se va frenando sino que parece expandirse a una velocidad cada vez más acelerada.

MAGNITUDES. Las magnitudes astronómicas son abrumadoras para los humanos. Nuestro, al parecer, inmenso planeta Tierra no es sino un pequeño cuerpo que gira alrededor del Sol, cuyo tamaño es un millón de veces mayor. Y el propio Sol es solo una vulgar estrella periférica de entre las más de cien mil millones que componen la galaxia Vía Láctea. A su vez esta galaxia, cuyas dimensiones se miden en millones de millones de millones de kilómetros es una modesta componente de una de las muchas multitudes de galaxias que se agrupan en cúmulos y otras estructuras a lo largo y ancho del Universo.

El gran astrónomo Hubble, a finales de los años veinte, dejó claro que las galaxias se alejan entre sí a velocidades tanto mayores cuanto mayor es la distancia que las separa. El Universo se expande igual que un globo que fuese inflándose paulatinamente, en el que el papel de las galaxias está sustituido por unas manchas sobre la superficie del globo. Al aumentar de tamaño el globo las manchas más lejanas se alejan a más velocidad que las cercanas. La velocidad de hinchado del globo sería asimilable a la velocidad o constante de expansión de Hubble, relacionada con la medida del tamaño, edad y ritmo de expansión del Universo.

LA EXPANSIÓN. De acuerdo con todas las observaciones existentes hasta ahora, el Universo se originó hace unos 12.000 millones de años con la explosión de un punto de materia de masa infinita. El Big Bang o gran explosión inicial originó una expansión cuya velocidad debería irse reduciendo conforme se decelera gravitatoriamente la materia al moverse por el espacio. En los años cincuenta los teóricos vaticinaron que el violento nacimiento del Universo debería haber dejado una estela luminosa en forma de una débil radiación cósmica de fondo de microondas. En 1964, dos radioingenieros de los laboratorios Bell comprobaron su existencia. Otros hallazgos sucesivos fueron conformando un modelo de inflación del Universo que se podría clasificar ya como clásico.

Pero quedan aspectos por aclarar. Hace un par de años algunas medidas astronómicas parecieron indicar que las edades de muchas estrellas parecían ser mayores, en varios millones de años, que la propia edad del Universo, dando lugar a la contradicción de que los hijos pareciesen ser más viejos que los propios padres. En realidad, aun quedan muchas grandes incógnitas cosmológicas por despejar, pero algunas de ellas serían comprensibles si se confirma el hecho de la aceleración de la velocidad expansiva del Universo. Ello obligaría a la necesidad de unos recálculos que harían establecer una edad corregida para el Universo de unos 14.000 años, es decir, unos 2.000 millones de años más que la edad de las estrellas más antiguas conocidas.

LA ACELERACIÓN. En torno a los años veinte el grandioso matemático Albert Einstein fue desarrollando su teoría de la relatividad general, cuya validez se comprobó a través de diversas pruebas: la desviación de la órbita del planeta Mercurio, la desviación de la luz por un campo gravitatorio intenso y la pérdida de energía de la luz al salir de un objeto de gran masa. La teoría de la relatividad general permitió a Einstein formular una ecuación aplicable al Universo en su conjunto, iniciándose con ello la Ciencia de la Cosmología. Pero en esa época aun no estaba establecida la teoría del Big Bang, por lo que, para explicar el alejamiento entre sí, de las estrellas, propuso la existencia de una fuerza repelente, una constante cosmológica especial, responsable de ese movimiento, como una propiedad del vacío en el espacio-tiempo. La teoría de la gran explosión o Big Bang surgió de las propias ecuaciones de la teoría de la relatividad e Einstein consideró que su hipótesis de la constante cosmológica había sido su mayor fracaso científico.

Pero ahora, ese fracaso no parece tan claro. Mediante el telescopio espacial Hubble y observatorios en Hawai, Australia y Chile los astrónomos han seguido y medido los restos de 14 lejanísimas supernovas, que explotaron y están situadas a distancias entre 7.000 y 10.000 millones de años-luz de la Tierra. Compararon la velocidad con la que esas supernovas se alejan y los resultados los han comparado con los correspondientes a las de las supernovas más cercanas a la Tierra. El fascinante resultado ha sido que el Universo parece expandirse ahora con mayor rapidez que hace cinco o siete mil millones de años. ¿Cómo puede ser ello?. Por ahora solo cabe la especulación, pero todo hace añorar la constante cosmológica postulada por Einstein, que se sumaría como una nueva quinta fuerza, repulsiva en el vacío, a las cuatro fuerzas reconocidas por la Física moderna: la atómica fuerte, que mantiene unidos los núcleos de los elementos; la débil que ocasiona el decaimiento de los átomos; la electromagnética, que mantiene a los electrones orbitando alrededor del núcleo, y la gravedad. A distancias cortas la quinta fuerza no sería detectable, pero sí a grandes distancias, cuando es suficientemente poderosa como para superar la gravedad y acelerar el Universo.

Y si todo ello se confirma, en el futuro podemos predecir que nuestro acelerado Universo, dentro de miles de millones de años, se convertirá en un lugar muy solitario. Y el cielo nocturno dejaría de estar densamente poblado de bellas estrellas contemplables desde nuestro planeta en las noches oscuras.