El universo aún esconde sus misterios

Los grandes experimentos en astrofísica están dando resultados impensados hace 20 años. Con la detección del bosón de Higgs en 2013, ya sabemos de qué está compuesto todo.Y esta semana, el telescopio Bicep2 detectó las ondas gravitacionales originadas en el inició del Big Bang, cuando el universo se expandió de un punto a una inmensidad en un abrir y cerrar de ojos.Estos hallazgos pueden hacernos pensar que la física y la astronomía ya no tienen nada más para investigar. Pero el cosmos tiene más misterios.El astrónomo Diego García Lambas y los físicos Horacio Pastawski y Reinaldo Gleiser, docentes de la Universidad Nacional de Córdoba e investigadores de Conicet, elaboraron una lista de estos enigmas.Energía y materia oscurasAlrededor del 70 por ciento del universo es energía oscura. Otro 25 por ciento está compuesto de materia oscura. Las galaxias, sus estrellas y planetas componen sólo el cinco por ciento restante.García Lambas asegura que el hallazgo de las ondas gravitacionales primordiales es muy importante, pero no resuelve las fluctuaciones que ocurrieron en el inicio del Big Bang."Muy cercano a eso está la naturaleza de la materia oscura. No sabemos qué es. No hay nada concreto. Y para completar los ingredientes exóticos, está la energía oscura, que se parece mucho a la constante cosmológica que elucubró Einstein hace 100 años", comenta.Es casi imposible observarla con los instrumentos actuales. García Lambas asegura que todavía no estamos cien por ciento seguros de que la energía oscura exista ni cuál es su naturaleza. Al parecer, sería el motor que impulsa la expansión del universo.De la materia oscura se sabe que existe porque su gravedad afecta a otros objetos visibles como galaxias y estrellas. Sin embargo, no emite radiación visible, infrarroja, ultravioleta u otras detectables con los instrumentos actuales.Agujeros negrosLo enigmático se asocia con la oscuridad. Además de la energía y materia oscuras, están los agujeros negros. Son objetos tan masivos y con tanta gravedad que incluso atraen hasta la luz."Una preocupación de los científicos es conocer el destino de la materia y la información deglutidas por los agujeros negros. En una polémica con Stephen Hawking, John Preskill postuló que eventualmente ambas podrían escapar intactas, pero ese caos también podría causarles daños irreparables", comenta Pastawski.Hacia dónde va el tiempoEn la lista de grandes preguntas, el físico suma la naturaleza del tiempo y su sentido. Para la física clásica, el tiempo es reversible. Si uno observa dos bolas de billar que chocan hacia adelante y hacia atrás, no puede saber si el tiempo avanza o retrocede."Pero en la física cuántica, la naturaleza del tiempo no es el simple tictac del reloj, sino que resulta una magnitud con posibilidad de fluctuar en su curso", asegura Pastawski.En su laboratorio, el físico ha realizado experimentos en los que logró revertir el tiempo a nivel atómico.Un problema modeloEl modelo estándar es la teoría que describe las partículas y fuerzas elementales que componen el universo. El bosón de Higgs, o "partícula de Dios", fue la última partícula en ingresar a su vitrina en 2013, gracias al Gran Colisionador de Hadrones."Este modelo, aun con el bosón de Higgs, no logra incluir todos los fenómenos observados en la física de partículas. Por ejemplo, no contempla la fuerza de gravedad", dice Gleiser.Y agrega: "Se ha especulado que la interacción gravitatoria tiene asociada una partícula, el gravitón, pero no está incluida en el modelo estándar y tampoco fue detectada".Gleiser explica que tampoco está claro lo que sucede con otras partículas, los neutrinos. "En el modelo aparecen varios tipos de neutrino sin masa. Sin embargo, se ha observado un fenómeno que se llama de mezcla de neutrinos, sólo posible si tienen masa", argumenta.Esa maldita gravedadLas fuerzas esenciales que mueven el mundo son la electromagnética, las nucleares débil y fuerte y la gravedad. Esta última, aunque es la más conocida, es la que más complicaciones les trae a los físicos. "La gravitación no es aplicable a los fenómenos atómicos. Sin embargo, existe el consenso de que todas las teorías de la física deben encuadrarse en el marco de la mecánica cuántica, que es la que rige el mundo atómico", comenta Gleiser.Los físicos aún no pueden relacionar estos dos conceptos a través de ecuaciones. Sin embargo, funcionan muy bien en la realidad. "Un ejemplo de convivencia entre gravedad y teoría cuántica son los GPS, cuyo funcionamiento y extraordinaria precisión se explican por la combinación entre las teorías de la gravitación y la mecánica cuántica", destaca el físico.Enigmas que valen millonesLa utilidad de resolver estos enigmas radicaría en conocer el origen y formación del universo. Otros misterios aún no resueltos implicarían grandes avances tecnológicos y millones de dólares."Los físicos de la materia condensada que logren la superconductividad a temperatura ambiente ganarán un Nobel, pero también permitirán diseñar materiales para transportar electricidad sin pérdidas y hacer levitar autos y trenes", cuenta Pastawski.También está el anhelo por lograr energía infinita y limpia a partir de la fusión nuclear. Pero por el momento no se ha realizado un experimento de fusión en cadena y con saldo energético positivo.

Histórico. Esta semana se anunció el descubrimiento de las ondas gravitacionales primordiales. Este hallazgo confirma una teoría fundamental de la cosmología, llamada inflación, la cual explica que durante los primeros momentos del Big Bang, el universo se expandió de forma exponencial.

Gravedad en partículas. Además, podría ser la primera evidencia de que la gravedad tiene una naturaleza cuántica, al igual que las otras fuerzas de la naturaleza. El caso más conocido es el del electromagnetismo (como la luz), cuya partícula es el fotón.