Por Alfonso Padilla Vivanco
Los astrónomos al observar galaxias distantes, mediante el uso de telescopios espaciales tales como: el Hubble o James Webb, han confirmado que estas galaxias se siguen alejando muy rápidamente de nuestro planeta, además de que las distancias entre ellas mismas ha continuado incrementándose. Observaciones astronómicas y análisis científicos detallados sobre el desplazamiento de las galaxias más distantes, han permitido colegir que éstas se mueven más rápido que las galaxias más cercanas. La única explicación lógica es que el Universo se está expandiendo. A eso se debe que cada cúmulo de galaxias se esté alejando de su vecino. Si el universo se está expandiendo hoy, entonces éste debería haber sido más denso en el pasado y, por lo tanto, también más caliente que ahora. Estas aseveraciones han hecho que los científicos hayan propuesto un modelo sobre el origen del universo, conocido como la teoría del Big Bang (Gran Explosión). En este modelo cosmológico se asume que el universo se formó hace miles de millones de años a partir de una explosión masiva.
El científico americano Edwin Powell Hubble (1889-1953) fue uno de los astrónomos más importantes del siglo XX. En el año 1929, Hubble comparó las distancias entre galaxias usando el efecto Doppler, esto a partir de la luz que las mismas galaxias envían a la Tierra. Este efecto se puede explicar de la siguiente forma: una fuente de ondas luminosas o de sonido, en movimiento, como las que emiten las sirenas de las ambulancias al pasar por la calle, provoca que cuando el vehículo avance a una velocidad determinada, las ondas sonoras de la sirena se compriman en la dirección del movimiento de la sirena, mientras que se extiendan en la dirección contraria. La consecuencia de esto, es que un observador cuando está enfrente de la ambulancia escucha el sonido de la sirena un poco más agudo de lo que en realidad es, y por el contrario, un observador detrás de la ambulancia la escucha en un tono más grave. Este efecto también es conocido como corrimiento al rojo. El matemático austriaco Christian Andreas Doppler (1803-1853), explicó por qué la luz de fuentes distantes cambia a rojo, cuando la fuente se aleja de nosotros, y por qué cambia a azul cuando se acerca. El movimiento de la fuente afecta la frecuencia con la que nos alcanzan los picos y los valles, cambiando de esa forma la longitud de onda que medimos.
Hubble descubrió que una galaxia entre más distante se encuentre de nosotros, su corrimiento al rojo será cada vez mayor, porque ésta se aleja de nosotros más rápido. También se dio cuenta que diferentes galaxias muestran diferentes corrimientos al rojo. Este efecto solo puede surgir de la expansión de todo el universo. La luz de galaxias distantes ha permitido a los astrónomos mostrar que el universo se está expandiendo. Cuando ellos examinaron el espectro de esta luz en busca de ciertas líneas espectrales, para detectar gases en la atmósfera estelar, descubrieron ciertas líneas espectrales en diferentes lugares, esto es, se habían desplazado a longitudes de onda más largas y parecían más rojas de lo esperado. Este desplazamiento hacia el rojo es causado por el efecto Doppler porque la galaxia como fuente de luz se está alejando de nosotros.
La discusión cosmológica sobre la dinámica y el futuro del universo se centra en dos teorías alternativas: la Gran Implosión y el Gran Frío (Big Freeze). Aunque la existencia de energía obscura descarta la teoría de la Gran Implosión, debido a que a esta energía se le asume ser la causante de que el universo se esté expandiendo. En el escenario de la gran implosión, la gravedad del universo es más fuerte que la fuerza del Big Bang, por lo que la expansión se detiene y el proceso se invierte. Por lo que en este escenario futurista, el universo se está volviendo más denso y más caliente y colapsando de nuevo hacia una singularidad (un punto). Más tarde, un nuevo universo podría incluso surgir de esto, nuevamente a través de un nuevo Big Bang.
Existe otro posible futuro para el universo, el gran Frío. En este escenario, la cantidad de materia es demasiado pequeña para que la gravedad detenga la expansión. El universo continúa expandiéndose, pero a un ritmo más lento. Las galaxias se disuelven, las estrellas se apagan y finalmente los átomos se descomponen en sus partículas elementales. Mientras la energía siga siendo la misma, la tasa de expansión aumentará constantemente, derrotando a la gravedad, lo que hace que las galaxias se alejen cada vez más. Algunas tecnologías para estudiar el futuro del universo, en las décadas pasadas han sido desarrolladas. Un ejemplo de éstas es la misión a cargo del sistema tecnológico de la NASA: Cosmic Background Explorer (COBE). Este satélite estadounidense fue puesto en órbita en el año 1989, para realizar mapas del campo de radiación del fondo cósmico, con el fin de confirmar la validez de la teoría del Big Bang sobre el origen del universo.
Una de las preguntas que se hacen los astrónomos incluso hoy día. ¿Es qué es la materia o energía obscura? Esta respuesta no ha podido ser contestada con la rigurosidad científica y sigue siendo un problema abierto para la investigación. Se han propuesto teorías al respecto y algunas evidencias experimentales que podrían explicar la naturaleza de este tipo de energía. Uno de ellas es a través del estudio de objetos invisibles como los llamados: Massive Compact Halo Object (MACHO). El campo de gravedad de estos objetos provoca, un doblamiento en la luz de estrellas masivas, haciendo que éstas se vean más brillantes. Estos objetos fueron descubiertos en el año 1993 y continúan siendo estudiados. Los MACHO podrían dar pistas sobre la presencia de la materia obscura y por tanto, sobre el futuro del universo.
Universidad Politécnica de Tulancingo. alfonso.padilla@upt.edu.mx
