Compartir:
Las 10 mejores teorías sobre la energía oscura
La humanidad ha acumulado una enorme cantidad de información sobre nuestro universo y cómo funciona. Nos enorgullecemos de ser la especie más inteligente de la Tierra y, hasta ahora, la clase más capaz de todo el universo.
Sin embargo, la información que tenemos sobre la estructura de nuestro universo se deriva del mero 4 por ciento que podemos observar, medir y analizar: materia ordinaria y regular. El 96 por ciento restante son cosas "oscuras". Está oscuro porque no sabemos nada de eso (y porque los físicos tienden a carecer de creatividad en el departamento de nombres).
De ese 96 por ciento, aproximadamente el 68 por ciento es energía oscura. Esto lo convierte en el componente más grande del universo, y en este momento, el más misterioso. Miles de científicos de todo el mundo están trabajando para descifrar esta misteriosa energía que parece guiar cómo nuestro universo crea grandes estructuras.
Sin energía oscura, nuestro universo terminaría finalmente en un "Gran Crujido", un destino dominado por la gravedad donde el universo colapsa rápidamente en sí mismo. Entonces, aunque no sabemos qué es la energía oscura, deberíamos estar agradecidos de que esté ahí.
Aquí están las 10 principales teorías de lo que podría ser la energía oscura y lo que cada escenario puede decirnos sobre el destino de nuestro universo.
Crédito de la imagen destacada: National Geographic10 Es una propiedad del espacio
Esta teoría se deriva de la teoría de la gravedad de Einstein, específicamente del hecho de que el "espacio vacío" puede tener su propia energía denominada "la constante cosmológica". Einstein también creía que el espacio podría surgir de la nada, y a medida que se crea más espacio. , por lo tanto, más energía se puede mantener dentro de ella.
Esto explicaría la rápida expansión del universo que observamos. Este tipo de universo continuaría expandiéndose para siempre hasta que cada objeto en el universo estuviera tan lejos de cualquier otro objeto que todo terminaría en una fría oscuridad.
9 teoría de todo
Muchos astrónomos creen que la búsqueda de energía oscura es inútil. En vez de eso, dicen que encontrar la difícil "teoría de todo" (no la película de Stephen Hawking) resolvería naturalmente el problema de la energía oscura.
Esta teoría debería poder explicar el comportamiento de todos los objetos en el universo, desde muy grande hasta increíblemente pequeño. Por ahora, nuestras teorías de cómo funciona el universo se dividen en teorías a gran escala (como la teoría de la gravedad) y teorías a pequeña escala (como la mecánica cuántica).
Aunque resolver el problema de la energía oscura de esta manera es lógicamente acertado, encontrar esta teoría ha resultado imposible incluso para las mentes más brillantes de la física. Las leyes normales de la física parecen "romperse" cuando uno alcanza el nivel cuántico. Pero desgraciadamente, la búsqueda continúa.
8 Crea una nueva fuerza fundamental.
Las fuerzas fundamentales que conocemos (gravedad, electromagnetismo, fuerza débil y fuerza fuerte) actúan dentro de diferentes rangos. Algunos afectan solo a objetos de tamaño atómico, mientras que otros causan los movimientos de los planetas e instigan la formación de galaxias.
Esta teoría de la energía oscura afirma que existe una fuerza fundamental que aún no hemos encontrado que actúa a escalas enormes y solo se puede observar cuando el universo alcanza un cierto tamaño. Trabajaría para oponerse a la gravedad y así alejar a los objetos del universo.
Los científicos argumentan que debido a que esta fuerza actúa en una escala tan grande, aún no la hemos encontrado en nuestra vida cotidiana y las mediciones realizadas en la Tierra no pueden verse afectadas por ella. Nadie sabe realmente si esta fuerza sería temporal o permanente. Sin embargo, dependiendo de esto, el universo se expandirá para siempre y se enfriará o expandirá y contraerá periódicamente por el resto del tiempo.
7 La teoría de la gravedad de Einstein es incorrecta
Trate de decirle a uno de los físicos más inteligentes que haya vivido que su teoría (posiblemente más famosa) es errónea ... así es. La teoría de la relatividad de Einstein afirma que cada cuerpo en el universo se siente atraído por todos los demás, con la fuerza de esa atracción que depende únicamente de las masas de los objetos y la distancia entre sus centros.
Sin embargo, algunos físicos han argumentado que esta teoría podría ser incorrecta y han estado desarrollando nuevas teorías de la gravedad para explicar la energía oscura. En estas teorías, invierten los efectos de la gravedad en escalas grandes para que los objetos se repelen entre sí.
Aunque estas teorías no tienen mucho respaldo experimental (dado que el modelo de gravedad de Einstein nos ha funcionado bastante bien hasta ahora), explicarían por qué el universo se está expandiendo. Con estos nuevos modelos de gravitación, nuestro universo volvería a alcanzar un estado de oscuridad fría después de un estado de rápida expansión.
6 dilatación del tiempo
Si alguna vez has visto la película. Interestelar, probablemente has oído hablar de la dilatación del tiempo. Es un fenómeno que ocurre cuando los objetos que se mueven cerca de la velocidad de la luz experimentan una ralentización del tiempo.
Esta es la misma idea presentada en la paradoja de los gemelos, donde un gemelo aborda una nave espacial que se acerca a la velocidad de la luz mientras su hermano permanece en la Tierra. Cuando se encuentran nuevamente después de años de separación, el gemelo en la Tierra es significativamente mayor que su hermano astronauta.
Un artículo reciente de Edward Kipreos, profesor de la Universidad de Georgia, sostiene que solo el objeto en movimiento sufre la dilatación del tiempo. (Por lo general, la persona que observa el objeto en movimiento rápido también experimenta los efectos).
Esto significaría que el paso del tiempo fue más rápido en el pasado. Esto elimina la necesidad de tener una fuerza o sustancia repulsiva, ya que la expansión aparente del universo sería un simple error de cálculo de las distancias que se han visto afectadas por la dilatación del tiempo.
Si esta teoría es cierta, no solo contradeciría otra de las famosas teorías de Einstein (su teoría de la relatividad especial) sino que también implicaría que nuestro universo continuaría expandiéndose debido a los efectos de la Constante de Hubble.
5 una nueva partícula exótica
La idea de partículas y campos ha existido durante siglos. Sabemos que un electrón crea un campo eléctrico, y recientemente, el campo gravitatorio se ha asociado con la "partícula de fuerza" de la gravedad del gravitón. Los físicos de partículas y los teóricos se sienten cómodos con la idea de que la energía de un campo en particular debe transmitirse. por su partícula de fuerza en lugar de por el propio campo.
Este concepto se puede traducir a energía oscura, con materia oscura (el otro 27 por ciento del universo) es su partícula de fuerza. Esta idea parece plausible, especialmente porque algunas partículas de fuerza son inobservables, como el gravitón. Sin embargo, hay poca evidencia que apoye esta teoría porque no hemos encontrado una manera de medir ninguna de las propiedades asociadas con la energía oscura o la materia oscura hasta el momento.
4 f (R) Teorías
Las teorías f (R) son modelos de la curvatura actual del universo (con la curvatura indicada como R). En 2007, investigadores de la Universidad de Chicago demostraron que, con un valor específico de R, se crea un modelo del universo en el que no se necesita energía oscura para explicar la expansión del universo.
Este tipo de universo se contorsiona de una manera que minimiza su curvatura general al mismo tiempo que produce una fuerza adicional gravitatoria que puede atraer o repeler objetos, dependiendo de un conjunto de condiciones.
Los teóricos de la Universidad de Chicago están de acuerdo en que para sostener esta teoría, la fuerza extra tiene que desaparecer donde la gravedad es relativamente fuerte (por ejemplo, en la escala de los planetas y galaxias) y aparece solo en la escala más grande. Un equipo de astrónomos de la Universidad de Pekín ha comenzado a tomar medidas de grupos para ver si esta teoría f (R) podría ser una descripción correcta de nuestro universo.
3 Los multiversos y el principio antrópico
Uno de los mayores fracasos de la física moderna es la predicción del valor real de la energía oscura. La teoría cuántica predice un número muy pequeño, ¡pero los físicos calcularon un número 10 veces más grande! (Este valor medido de energía oscura es la constante cosmológica, la misma del elemento 10 en esta lista).
Aquí es donde aparece el principio antrópico: la idea de que las constantes fundamentales de la física y la química (como la velocidad de la luz, la constante gravitacional, etc.) son "correctas" para sustentar la vida en nuestro universo particular, pero pueden tener diferentes valores. en otros universos. En un conjunto infinito de universos paralelos, no parece improbable que nuestro universo sea el que tiene el valor correcto de energía oscura para permitir la formación de la vida.
2 partículas virtuales
La mecánica cuántica es rara. Permite que las cosas entren y salgan de la existencia, rompiendo todos los conceptos que aprendemos en la física de la escuela secundaria. ("La materia no puede ser creada o destruida", murmuramos.)
Esta teoría utiliza la idea de partículas virtuales: pequeños fragmentos de materia que aparecen solo en instancias pequeñas y luego desaparecen. Esta constante aparición y desaparición de partículas libera energía porque la materia se convierte en energía cuando estas partículas desaparecen.
Los físicos creen que así es como el espacio en sí puede alcanzar suficiente energía continua para crear una "presión negativa" que causa la expansión del universo. Si esta teoría es cierta, las ganancias de energía del espacio de estas partículas virtuales podrían ser la misteriosa energía oscura y nuestro universo continuaría expandiéndose mientras ocurra este proceso.
1 quintaesencia
El número de teorías en esta lista muestra qué tan lejos estamos de comprender dos tercios de nuestro universo. Hasta ahora, cada teoría ha tenido enormes implicaciones para el destino del universo o para el pobre Einstein.
Descifrar la energía oscura podría abrir puertas para una rama completamente nueva de la física o podría cambiar radicalmente las existentes. Es por eso que muchos físicos y astrónomos hoy están cuestionando esta "materia oscura" grande y misteriosa que guía la evolución de nuestro universo.
Esta última teoría de la energía oscura es, con mucho, la más extraña. Un universo dominado por la "quintaesencia" es uno lleno de un "fluido energético". A otros físicos les gusta llamar a esta energía "energía fantasma".
La idea detrás de esto es que la quintaesencia varía con el tiempo y la ubicación y que su densidad de energía aumenta con el tiempo. Este universo enfrentaría un destino violento que los físicos llaman un "Big Rip" (de nuevo, con el nombre literal), en el que el universo explotaría literalmente, ya que los átomos no pueden mantenerse a la altura de lo rápido que se están separando y estirando.
Todo dentro y fuera de la vista sería borrado. El universo saldría con una explosión.