El nacimiento del Universo

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El universo nació hace 14.000 millones de años, según nuevos cálculos

Agosto 8, 2.000

Londres -- El universo tiene unos 14.000 millones de años, según los cálculos de astrónomos británicos que buscan resolver uno de los temas más discutidos de la cosmología.

Los astrónomos de la Universidad de Cambridge llegaron a esa cifra comparando datos obtenidos mediante cinco técnicas diferentes utilizadas por científicos norteamericanos e israelíes, anunció el martes la Unión Astronómica Internacional (IAU, por sus siglas en inglés).

Cuatro de estos métodos determinan una edad de 14.000 millones de años, con un margen de error de 2.000 millones de más o de menos.

Tres de los cinco modelos, al ser combinados, arrojan una edad de 13.000 millones de años, nuevamente con un margen de error de 2.000 millones.

El trabajo iba a ser presentado el viernes en Manchester, Inglaterra, en la asamblea general de la IAU, dijo su vocera, Jacqueline Mitton.

Calcularle la edad al universo "ha sido motivo de controversia, un gran problema cosmológico durante décadas", dice, haciendo notar que en diversos momentos los científicos habían llegado a estimaciones que iban desde 10.000 a 20.000 millones de años.

"Quince mil millones de años fue la cifra aceptada durante algún tiempo, pero los intentos de precisarla resultaron dificultosos", dice.

El consenso que se ha logrado en torno a la cifra de 14.000 millones es muy prometedor, ya que se dedujo independientemente mediante una variedad de métodos de cálculo, dice, agregando que la discrepancia de mil millones de años "no es tan importante" dado el margen de error establecido.

El debate es importante, porque la edad del universo puede ser un factor de vital importancia para calcular la edad de las estrellas, la estructura y movimiento de las galaxias, y si el cosmos se expandirá indefinidamente.

Algunos métodos habían arrojado una edad tan joven como 10.000 millones de años, lo que fue muy discutido debido a que no concuerda con la edad estimada de las estrellas más viejas, que se cree que han existido por más tiempo que esa cifra, dice Mitton.

Una técnica de medición es observar las estrellas brillantes, tales como las que explotan o las super brillantes.

"Si se conoce cuán brillantes son intrínsecamente, y cuán brillantes se ven en el cielo, se puede deducir a qué distancia se encuentra la galaxia", dice Mitton.

La distancia, a su vez, da una pista sobre la velocidad a la que la estrella se mueve a través del universo, abriendo camino para el cálculo de la fecha del "Big Bang", la explosión que formó el universo, expulsando partículas que más tarde formarían las estrellas, los planetas y otros fenómenos espaciales.

El equipo de Cambridge trabajó junto a científicos británicos, estadounidenses, e israelíes, especializados en diversas ramas de la cosmología.

Sin embargo, aclaran que aún queda trabajo por hacer, principalmente en lo que se refiere a los conflictos entre los datos obtenidos mediante técnicas basadas en el movimiento de la galaxia y los conglomerados galácticos.

El pasado del universo

Ver el pasado a millones de años luz

El desierto de Atacama, donde llovizna cada cinco años y nunca se nubla, es ideal para escudriñar los misterios del cielo

Cerro Paranal, Chile.- ¿Qué miraría usted si tuviera a su disposición el telescopio más grande del mundo? Probablemente la Luna o los planetas de nuestro sistema solar.

Sin embargo, para los astrónomos que trabajan en el Observatorio Europeo del Sur (ESO), las respuestas a sus preguntas se encuentran a muchos millones de años luz de distancia. En el universo lejano.

Veámoslo de este modo: si abordáramos una nave imaginaria capaz de viajar a la velocidad de la luz (unas 8 vueltas a la Tierra en un segundo), tardaríamos apenas 1 segundo y fracción en llegar a la Luna. Un viaje a Marte llevaría unos 6 minutos y alcanzar la órbita de Júpiter, tres cuartos de hora.

Puntos antiguos y lejanos

Si entonces quisiéramos visitar la estrella Alfa Centauri, nuestra vecina más cercana, el viaje -siempre a la tremenda velocidad de la luz- demandaría una travesía sin escalas de 4 aburridísimos años. Por eso se dice que Alfa Centauri se encuentra a 4 años luz de la Tierra.

Lo mismo, pero en sentido inverso, ocurre con la luz que produce Alfa Centauri: tarda 4 años en llegar hasta nuestro planeta y, por lo tanto, lo que vemos de ella es lo que le ocurrió hace 4 años. En otras palabras, los astrónomos ven a través del tiempo.

Ahora bien. Atravesar toda nuestra galaxia a la velocidad de la luz (y estamos hablando apenas de una de los miles de millones de galaxias que contiene el universo) requiere un viaje de 100.000 años. Nuestra galaxia, de punta a punta, entonces, mide 100.000 años luz.

Lo maravilloso es que con el telescopio de Cerro Paranal los científicos pueden ver estrellas que se encuentran a 12 o 13 mil millones de años luz. Son los objetos más antiguos y lejanos del universo, ya que se cree que todo comenzó hace 15.000 millones de años con una gran explosión: el Big-Bang.

Cuando el universo era joven

Cuando en la óptica del telescopio hay una estrella que se encuentra a 13.000 millones de años de la Tierra, lo que vemos en realidad es un objeto de cuando el universo era un joven de 2.000 millones de años.

"Esto es muy importante para nosotros -explica Gautier Mathys, un astrónomo belga que desde agosto último vive en el observatorio-. Uno de nuestros grandes temas es averiguar cómo es que partiendo de una explosión llegamos a las primeras estrellas y galaxias. Y eso es algo que ocurrió más o menos en esa época".

Claro que ésa no es la única pregunta astronómica. La lista de temas sobre los cuales el observatorio puede brindar información es larguísima.

Por ejemplo, desde hace pocos años, los científicos comenzaron a detectar planetas que se encuentran fuera del sistema solar; que giran en torno de otros soles. Sucede que jamás los han visto. Sólo se sabe de su presencia por perturbaciones en el movimiento de las estrellas.

Un telescopio potentísimo

Sin embargo, cuando en el 2.005 el complejo de Cerro Paranal funcione a pleno quizá más de una sorpresa aguarde a los astrónomos.

Mathys lo explica: "Con el método de la interferometría, por el cual los cuatro telescopios grandes y los tres más pequeños que se construyen aquí funcionarán como una única pieza muy potente, esperamos por primera vez ver directamente esos planetas".

Mientras tanto, el complejo está en construcción. De allí las estrictas medidas de seguridad: dentro del predio nadie puede quitarse el cinturón de seguridad si se desplaza en automóvil. También es obligatorio el uso de casco y zapatos especiales.

Habitantes y visitas duermen en contenedores especialmente acondicionados. Cada uno está dividido en dos habitaciones y un baño. El lugar no cuenta con provisión de agua propia y, por ello, el líquido es un bien preciado. Periódicamente, enormes camiones cisterna la traen desde Antofagasta.

Ingenieros y astrónomos

Una curiosidad: casi todos los habitantes del Cerro Paranal -unas 400 personas- son técnicos e ingenieros. Los astrónomos no llegan a una docena. Y entre todos se respira un clima parecido al de un campamento.

Como buenos europeos, quienes trabajan en Paranal cenan temprano: La comida se sirve alrededor de las 19.

En el momento de abandonar el comedor, la noche del desierto se vuelve fresca y en lo alto un sendero de miles de estrellas apretadas completa el marco. "Habitualmente decimos que se trata de la vía láctea -explica Jorge Ianiszewski, del Departamento de Relaciones Públicas de la ESO-. Sin embargo, es apenas uno de los tentáculos de nuestra galaxia: se trata del brazo carina-sagitario. ¿Cuántas estrellas vemos a simple vista …? Quizás unas 10.000, de las cuales sólo una centena tiene nombre. Al resto se las denomina con números y letras. Por ejemplo, una estrella cualquiera puede ser la RXJ185635-3754".

Aunque las cuatro inmensas cúpulas plateadas están listas, sólo dos de los cuatro telescopios principales están completos: el Antu (Sol, en mapuche), y el Kueyen (Luna, en la misma lengua).

En uno de los edificios, unos técnicos franceses están terminando de armar el soporte del tercer telescopio, el Melipán (Cruz del Sur), que contendrá el gigantesco espejo de 8,2 metros de diámetro y 23 toneladas.

"Los 900 millones de dólares, el dinero que se gasta en la construcción del complejo, es toda una inversión -explica Mathys-. Es cierto que no se ven ganancias económicas inmediatas. Sin embargo, para la industria finalmente el beneficio es tremendo, ya que participar en todo esto implica desarrollar nuevas tecnologías".

Un nuevo gigante

Para dentro de algunos años, la ESO tiene previsto construir otro gigante. Un telescopio cuyo espejo principal tendrá 100 metros de diámetro. No será una pieza única, pero funcionará como tal. "Aún no está decidido el sitio en donde se emplazará -se entusiasma Mathys-. Tiene que ser un lugar con muy poco viento, ya que será un aparato muy sensible. Quizás en Kazakhstán o aquí, en Chile".

La predilección por el desierto de Atacama es comprensible. En este lugar caen unas tenues lloviznas cada 4 o 5 años. Hay grandes extensiones despobladas (alejadas de cualquier fuente de luz), y casi nunca se nubla. Ideal para telescopios.

Galaxia NGC 1.232, 100 millones de años luz, fotografiada por el telescopio VLT 1 de Cerro Paranal, Chile

El comienzo del universo

Catherine Cesarsky: La astrofísica francoargentina que dirige el observatorio más grande del mundo. En busca del origen del universo. Al frente del complejo de Cerro Paranal, en el desierto de Atacama, la científica rastrea las huellas del comienzo del mundo

Y de repente allí, donde no había más que un desierto colorado y árido hasta la desesperación, comenzaron a brotar unas estructuras metálicas gigantes. Y el sitio, la cima de un cerro remoto en Atacama, Chile, se pobló de astrónomos europeos de primer nivel que venían para espiar, desde allí, los orígenes del universo.

Nunca llueve en el desierto. Nunca se nubla. Por eso lo eligieron para abrir la ventana al misterio, para darle forma al más formidable de los complejos astronómicos jamás construidos.

Cuando esté listo, hacia 2.005, será un observatorio tan poderoso que ni siquiera sus responsables tienen la absoluta certeza de qué podrá verse desde allí. Por el momento, en la cima del Cerro Paranal -de ese lugar se trata- están listos y en funcionamiento dos de los supertelescopios más potentes del mundo de un total de cuatro, y ya están regalando visiones únicas de cuando el universo era muy joven (mirar hacia lo profundo del universo es equivalente a mirar hacia el pasado. Esto, por el tiempo que tardan las imágenes en recorrer las enormes distancias que existen entre las lejanas estrellas y galaxias que se observan y la Tierra).

Todo el complejo es obra del European Sothern Observatory (ESO). La institución, un consorcio intergubernamental integrado por ocho países europeos, tiene sede en Munich, Alemania. Su directora es una astrofísica francesa, formada en la Argentina: La doctora Catherine Cesarsky, que mañana a las 18 dará una charla en La Nación titulada Nuevos descubrimientos sobre el origen del universo, uno de los temas que desvelan hoy a los astrónomos. El otro tema del momento para quienes estudian el espacio es la búsqueda de planetas fuera de nuestro Sistema Solar. Una búsqueda que se realiza con métodos indirectos pues su luz es tan débil que, por ahora, es imposible verlos.

-Ya ha transcurrido un año y medio desde que comenzó a funcionar el primer telescopio en Cerro Paranal, ¿con qué descubrimientos y sorpresas se han encontrado?

-Tenemos muchas novedades, pero son preliminares. Piense que los científicos se toman un tiempo en hacer sus observaciones, analizar los datos, sacar conclusiones y con ellas escribir los artículos. Entonces, un año y medio no es mucho tiempo. Sin embargo, sí, ya tenemos resultados muy interesantes.

-¿Podría adelantar alguno?

-Si. Por ejemplo, usted sabe que las estrellas se forman a partir de nubes de gas y polvo. Nuestros telescopios tienen un instrumento llamado Isaac que capta el infrarrojo y permite mirar el interior de estas nubes con mucha más precisión que otros. Esto ayuda a contestarnos una pregunta que nos hacemos los astrónomos sobre el proceso de formación de estrellas: cuántas estrellas se forman de diferentes masas.

-O sea, cómo se reparte esa torta que es la nebulosa.

-Exacto, aunque sabemos que no toda la nebulosa se convierte en estrellas. Pero lo interesante es que hay zonas de formación de estrellas que son explosivas y otras más tranquilas. Siempre creíamos que en las zonas explosivas sólo podían formarse estrellas grandes. Y que las pequeñas se formaban en zonas tranquilas. Ahora, gracias a las observaciones, descubrimos que no, que en las zonas de formación explosiva también se pueden formar estrellas pequeñas. Y esto nos ayuda a comprender todos esos procesos.

-Ese sería un ejemplo del espacio cercano. ¿Tiene novedades sobre el espacio profundo?

-Si, también hay muchas. Por ejemplo, un tema que siempre nos preocupa es el de la edad del universo. Durante mucho tiempo hubo grandes controversias, porque midiendo la expansión del universo daba una edad determinada para la explosión inicial. Sin embargo, cuando se medía la edad de las estrellas más viejas conocidas, estas parecían ser más antiguas que el universo mismo. Algo que, obviamente, no puede ser.

-Pero, ¿qué es lo que estaba en duda? ¿La edad del universo o la de las estrellas más antiguas?

-En realidad, ambas cosas. Este es el tipo de datos que a uno le gustaría poder medir de diferentes maneras para estar más seguros. La controversia continuó hasta que, en determinado momento, apareció lo que llamamos la constante cosmológica, que nos permite resolver el problema y que las cosas encajen mejor. Sin embargo, la edad de las estrellas se seguía midiendo por métodos muy indirectos. Y la novedad es que ahora, con los nuevos telescopios, se puede hacer en forma más directa.

-¿Cómo?

-Por ejemplo, utilizando elementos radioactivos, como lo hacemos para medir la edad de la Tierra.

-Pero, ¿cómo se estudian los elementos radioactivos de una estrella muy lejana?

-Bueno, al descomponer la luz de la estrella en un espectro, los elementos dejan ciertas marcas. Si están esas marcas podemos saber que los elementos están allí. En este caso nos fijamos particularmente en el Uranio y el Torio que son elementos muy poco abundantes en el universo y, peor aún, en las estrellas muy viejas. Pero, en fin, algo tienen. Nosotros tenemos en nuestro telescopio el espectrógrafo más sensible del mundo, llamado UVES, y lo utilizamos para estos estudios.

-¿Y el UVES puede detectar Uranio y Torio en estrellas muy lejanas?

-Si, ya tenemos mediciones de algunas estrellas. Y así llegamos de una manera completamente independiente a establecer la edad de estrellas muy antiguas.

-¿Qué edad tienen?

-Los primeros resultados nos dan alrededor de 13.000 millones de años, aunque con más observaciones este número se va a afinar mucho más.

-¿Y el universo qué edad tiene?

-En este momento se considera que entre 13.000 y 14.000 millones de años. Como ve, los números son compatibles.

-¿Hay algún límite cuando se mira hacia atrás en el universo?

-La cosa más vieja que se puede ver es la radiación de fondo, los ecos de la gran explosión que se corresponden con un universo de sólo 300.000 años cuando aún no había estrellas ni galaxias. Pero eso no se mide con nuestros telescopios, sino con otros instrumentos capaces de detectar microondas.

-¿Y con los del Cerro Paranal?

-Bueno, nosotros queremos entender en qué momento comenzaron a formarse las galaxias. Y, precisamente, con nuestros telescopios podemos ver galaxias cada vez más lejanas y antiguas. Pero, además, nos interesa estudiar cómo fue variando el universo a lo largo de su historia, porque no siempre fue igual. Por ejemplo, hoy vemos que las galaxias tienen formas definidas y se juntan en cúmulos.

-¿Cúmulos?

-Si, se juntan en grupos. Nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, forma parte de un cúmulo. Nos acompañan la galaxia de Andrómeda, las de Magallanes y otras más. Cuando se forma el cúmulo, en el centro se desarrolla una enorme galaxia de forma elíptica, con un gran agujero negro en el centro, que emite ondas de radio. Esta gigante elíptica va fagocitando alguna de sus vecinas y atrapando otras galaxias hacia el cúmulo, la cuestión es que para ver estas grandes galaxias en formación necesitamos telescopios como los que estamos construyendo.

-Otro de los temas importantes se relaciona con el descubrimiento de planetas extrasolares. Hasta ahora no se ha visto ninguno, pero se detectan por los movimientos de las estrellas que orbitan. Con el complejo de Cerro Paranal completo, ¿podremos comenzar a verlos, por fin?

-No lo sabemos. Puede ser pero, en todo caso, esa sería la última etapa del estudio. Lo que seguro sí podremos hacer es medir con muchísima más precisión sus tamaños y trayectorias.

-¿Su intuición le dice que hay vida en otros mundos o que estamos solos?

-No puedo imaginarme que sólo haya vida en la Tierra. Es más, apostaría mi brazo a que la hay en otros mundos. Y creo que muy pronto la descubriremos. El problema se da cuando pensamos en formas de vida inteligente, porque no sabemos si hacen falta condiciones muy particulares para que se desarrolle. Piense que, por ahora, en la Tierra, vida inteligente y capaz de comunicar hubo por un tiempo muy corto en relación con la historia del planeta. Y ni siquiera podemos predecir cuanto va a durar. Lo que quiero decir es que quizás también haya vida inteligente, pero tal vez dure muy poco. Entonces de lo que dudo, en realidad, es de la oportunidad de encontrarla.

Más de un sol

En el universo, la gran mayoría de las estrellas no son gigantes solitarios, como nuestro Sol. Se calcula que más de un 70 por ciento forman lo que se llaman sistemas múltiples. Es decir que en lugar de haber un único sol, los sistemas tienen dos o tres soles. Y esto es algo que puede comprobarse fácilmente si se observan con un pequeño telescopio las estrellas más cercanas.

El problema es que, hasta el momento, las teorías sobre formación de planetas decían que si los sistemas eran múltiples, no podían tener planetas. Y que sólo las estrellas solitarias como nuestro Sol podían tener mundos capaces de albergar vida, girando a su alrededor. Esto hacía que los buscadores de planetas descartaran, de entrada, más del 70 por ciento de las estrellas para sus investigaciones.

Pero hay novedades. -Se suponía que no, pero entre los 47 planetas que se han descubierto hasta ahora fuera del sistema solar, algunos se encuentran en sistemas binarios; es decir, de dos soles-, explicó Catherine Cesarsky a la Nación.

-En esos planetas deben verse bonitos amaneceres y puestas de sol.

-Si … realmente impresiona imaginarlo, ¿no?

Las nebulosas -nubes de gas y polvo- pueden tener diferentes orígenes y composiciones. Algunas son verdaderas "maternidades", donde nacen las estrellas. Otras, como la de ésta imagen, se formaron a partir de la expulsión de gases desde una estrella central. En este caso, NGC 6.853, la "nebulosa Dumbbell", es una típica nebulosa planetaria (pese a su nombre, no tiene nada que ver con los planetas).

Se encuentra en nuestra galaxia, la Vía Láctea, a unos 1.200 años luz de la Tierra y el gas que la rodea fue expulsado por la estrella que está en el centro en una de las últimas etapas de su vida.

En ésta imagen se muestra el universo cuando era mucho más joven. Cada punto no es una estrella, sino una galaxia formada por miles de millones de estrellas. Las galaxias amarillentas son de cuando el universo tenía sólo 6.000 millones de años; es decir, menos de la mitad de la edad actual (se calcula que unos 14.000 millones). Las rojizas que se encuentran en la esquina derecha superior de la imagen son mucho más antiguas. Quizás, de cuando el universo era un "joven" de apenas 4.000 millones de años.

Autor: Sin datos

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)