sábado, 26 de mayo de 2007

La Materia que no se ve pero se siente

En la ciencia generalmente se funciona bajo el principio de Santo Tomás, (el apóstol razonable y lógico que no creía ese negocio de que su jefe había resucitado después de muerto). Es la sensata máxima de "Hasta no ver no creer". Y esto casi siempre funciona bastante bien, siempre que estiremos un poco la definición del verbo "ver" no solo a lo que percibimos con los ojos sino con cualquiera de los 5 sentidos, y permitiendo la ayuda de aparatos tecnológicos (siempre que se entienda perfectamente bien cómo funcionan esos aparatos, y cualquiera pueda construir uno si tiene el dinero y los recursos para hacerlo). Pero esta regla epistemológica no siempre funciona. Hay cosas que existen pero no se pueden ver por más que uno trate. Un ejemplo de esto son los átomos y las partículas subatómicas. Aunque estamos casi 100% seguros de que tales cosas ultramicroscópicas existen solo podemos inferirlas indirectamente. Ningún microscopio electrónico ni detector de partículas puede ver un átomo por más potente que sea. Todo lo que conocemos de cualquier átomo individual se logra por medio de cálculos matemáticos sobre propiedades medibles indirectamente relacionadas con los putativos átomos. Creemos tan firmemente en ellos (y solo de unos 100 años para acá) por la consistencia lógica entre muchas medidas de este tipo, y porque la teoría atómico-molecular funciona a las mil maravillas para todas las reacciones químicas, equipos electrónicos y artefactos nucleares.

En astronomía el problema se complica aún más porque todo está horriblemente lejos, y lo único que nos llega de las cosas que vemos en el espacio exterior es la
luz que emiten y que recolectamos en telescopios y satélites. No podemos tocar ni oler ni oír nada fuera de la Tierra, (bueno con la excepción de las piedrillas que trajeron los astronautas de la Luna), solo podemos ver su luz. Por suerte la luz es un mensajero que contiene mucha información sobre las cosas que la emiten. La luz que vemos es solo una pequeña fracción del espectro electromagnético. Se puede decir que hay muchos tipos de "luz invisible". Entre ellos está el radio, las microondas, la radiación infrarroja y ultravioleta, los rayos X, y los rayos gamma (no el grupo de sátira política). Como la luz a gran escala se puede describir como una onda las propiedades de cada tipo de onda que recibimos en nuestros telescopios nos proveen de información valiosa sobre el objeto que emitió esa luz. El color de la luz y cuanta intensidad hay de cada color nos puede dar información detallada sobre la temperatura, composición atómica, velocidad, edad y distancia de nosotros de las estrellas o nebulosas que emitieron la luz. Además de producir retratos tremendamente hermosos. Del análisis de la luz que vemos proveniente del espacio sale prácticamente TODO lo que sabemos del universo.

Pero claro, esto tiene una limitación. Si algo no emite luz pues no vamos a poder saber que existe, ni saber nada de él, ¿no? Aunque hay billones de galaxias en el universo, cada una con billones y billones de estrellas y nubes de gas que podemos ver, ¿habrá cosas que no se pueden ver? La teoría astronómica dice que sí. Que debe haber remanentes fríos de estrellas, así como objetos exóticos como huecos negros, neutrinos y quién sabe qué otras cosas más que existen en el universo pero que como no emiten luz no se pueden ver. Pero los científicos si no ven algo pues tienden a creer que eso no existe. Si no hay pruebas pues se asume que no existe, no importa cuán bonito suene en teoría eso que uno quiera postular que existe.

Sin embargo, un análisis del movimiento de rotación de las estrellas en una galaxia sugería la existencia de grandísimas cantidades de esta "materia oscura" que no se puede ver. Porque aunque la materia no se vea, tiene peso. Si pesa es porque ejerce la fuerza de gravedad sobre cualquier otra materia vecina. Las estrellas en las afueras de la galaxia se veían que rotaban demasiado rápido. De acuerdo a la Primera Ley de Newton para que algo rote circularmente debe haber una fuerza hacia el centro de la rotación. En el espacio interestelar esa fuerza TIENE QUE SER gravedad. Pero la masa de las estrellas que uno veía en la galaxia no era suficiente para producir la fuerza necesaria para mover las estrellas a la velocidad a la que se ven girar. Una de dos: o las leyes de Newton están horrendamente mal a gran escala, o debe haber mucha más materia de la que uno ve en las estrellas. Y cuando decimos mucha más es porque es MUCHÍSIMA MÁS la materia que no se ve que la que sí se ve. La materia que vemos parece ser solo el 5-6% de toda la materia. Con estrellas apagadas o huecos negros estelares parece muy difícil llegar al 94% restante. Por eso la pregunta de " ¿Qué rayos es esa materia oscura? " es uno de esos misterios excitantes de la Física que todos queremos resolver, (y que hace a nuestro trabajo uno tan divertido).

Para ayudarnos recurrimos a uno de nuestros héroes, Albert Einstein. Según su Teoría de la Relatividad General aunque la materia oscura no se ve, se pueden hacer mapas detallados de ésta usando lo que se conoce como "lentes gravitacionales". La gravedad no solo atrae otros pedazos de materia, sino que tiene la propiedad de doblar un haz de luz. Cuando la luz pasa cerca de una gran concentración de materia se "curvea" debido a la gravedad producida por ésta. Al curvearse se ven "imágenes espejo" repetidas de estrellas que uno ya ha visto, pero como su luz se dobló las vemos fuera de su lugar normal en el cielo. Analizando la distribución espacial de estas débiles imágenes estelares distorsionadas podemos calcular donde está y cuanta masa tiene la "materia oscura" que las creó. Esto todavía no resuelve el misterio de de qué está hecha esta "materia oscura" pero nos da importantes pistas al respecto. Por lo menos sabemos que aparentemente está ahí desde los principios del Big Bang y que tiene una enorme influencia en cómo se forman y se distribuyen las galaxias en el universo.

La aventura del conocimiento continúa. Los físicos seguimos explorando la frontera final y llegando a donde jamás ha llegado el ser humano.




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2 comentarios:

Teófilo de Jesús dijo...

En la ciencia generalmente se funciona bajo el principio de Santo Tomás, (el apóstol razonable y lógico que no creía ese negocio de que su jefe había resucitado después de muerto). Es la sensata máxima de "Hasta no ver no creer".

Muy interesante. El pasaje entero (Juan 20:24-31) lee:

Tomás, uno de los Doce, llamado el Mellizo, no estaba con ellos cuando vino Jesús. Los otros discípulos le decían: «Hemos visto al Señor.» Pero él les contestó: «Si no veo en sus manos la señal de los clavos y no meto mi dedo en el agujero de los clavos y no meto mi mano en su costado, no creeré.» Ocho días después, estaban otra vez sus discípulos dentro y Tomás con ellos. Se presentó Jesús en medio estando las puertas cerradas, y dijo: «La paz con vosotros.» Luego dice a Tomás: «Acerca aquí tu dedo y mira mis manos; trae tu mano y métela en mi costado, y no seas incrédulo sino creyente.» Tomás le contestó: «Señor mío y Dios mío.» Dícele Jesús:
«Porque me has visto has creído.
Dichosos los que no han visto y han creído.»


Santo Tomás recibió el beneficio de la prueba material, pero el Jefe dijo que los creían sin ver serían "dichosos." El Jefe sabía muy bien los límites del empirismo.

El Jefe te saluda.

-P.

Ramón López dijo...

Dichosos, pero no muy inteligentes. :)