Argumentación lúdica sobre la materia oscura

Lo que aún no vemos del Universo

Los estudios astronómicos más recientes indican que el 75% de la materia-energía del universo son de una forma aún no detectada que produce repulsión gravitacional y la expansión del universo.

Las galaxias se alejan

Edwin Hubble observó en 1929 un corrimiento al rojo mientras medía distancias de 90 nebulosas espirales (galaxias). Este descubrimiento implicó que las galaxias en las que se observa este corrimiento se alejan del observador mientras que las que tienen un corrimiento al azul se están acercando; un fenómeno que se explica por medio del efecto Doppler. La primera conclusión de estos datos experimentales es que las galaxias se están alejando entre sí.

Entre los hallazgos más notables de Hubble está la relación lineal entre la distancia de una galaxia y la velocidad a la que se aleja, es decir, entre más lejos está una galaxia, más rápido se aleja. Esto se conoce como la Ley de Hubble y se interpreta como un signo de que el universo se expande.

Todo inicia con una explosión

El descubrimiento de Hubble llevó a la formulación de la Teoría del Big Bang sobre el origen del universo. Las galaxias que ahora se alejan, en algún momento debieron estar juntas en una región muy densa. El modelo de esta teoría se ha ido ajustando conforme se han hecho más observaciones, el hallazgo de la radiación de fondo y el modelo inflacionario hacen que esta teoría sea la más aceptada por los cosmólogos para explicar el origen del universo.

Geometría y universo

Una de las predicciones más importantes del modelo inflacionario tiene que ver con la geometría, si el espacio satisface los postulados Euclidianos de la geometría plana los ángulos de un triángulo trazado en 3 puntos cualesquiera tienen que sumar 180°. Pero la teoría general de la relatividad de Einstein permite dos posibilidades más: el universo puede tener una curvatura positiva (convexa) o negativa (cóncava) con lo cual la suma de los ángulos del triángulo es diferente a 180°.

Si el total de materia y energía del universo no es muy grande la curvatura es negativa, si lo es, la curvatura es positiva y en el punto medio está un universo plano Euclidiano. La densidad total del universo determinará si continuará expandiéndose o si esta expansión se detendrá e invertirá. Es decir, determinar qué geometría describe a nuestro universo también determina si el universo continuará expandiéndose indefinidamente ... o no.

Las cuentas no cuadran

Hacia finales del siglo XX la cosmología tenía un modelo inflacionario que indicaba que el universo seguiría expandiéndose y los estudios de radiación de fondo corroboraban que la geometría del universo era plana. Pero los recuentos de materia y energía decían que éstas no alcanzaban para producir la geometría plana del modelo inflacionario. En otras palabras, había que encontrar la materia y energía faltantes para satisfacer la condición de geometría plana de un universo inflacionario, en otras palabras, aún falta por encontrar el 75% de la materia y energía del universo.

Mirando al oscuro pasado

En astronomía, mirar lejos es mirar al pasado, si vemos una estrella que está a 30 mil años luz, en realidad estamos viendo la luz emitida por esa estrella hace 30 mil años. Las observaciones de estrellas muy lejanas nos dan cifras de vértigo, la supernova Albinoni, observada en el telescopio Keck II en realidad está mirando algo que pasó hace 10 mil millones de años. La observación sistemática de supernovas como Albinoni por Schmidt y Perlmutter no coincidía con las predicciones del modelo inflacionario, esas supernovas tenían un corrimiento al rojo mayor al esperado por lo que la conclusión es que la expansión del universo se está acelerando. 

El modelo plano Euclidiano implica que la gravedad frena la expansión del universo, pero si esta expansión se está acelerando, entonces el cálculo cambia y el universo es más antiguo. Pero la pregunta fundamental es: si la gravedad no frena la expansión del universo ¿qué la está acelerando? 

Con el fin de satisfacer el modelo inflacionario (hay buenas razones para ello) se ha propuesto la existencia de la energía oscura, que añadida a los recuentos actuales de materia y energía puede satisfacer las condiciones del universo plano e inflacionario.

¿Qué puede ser?

El descubrimiento de Hubble cambió la concepción del universo estático por una de un universo que no lo es. Esto contradecía a la formulación de la constante cosmológica de Einstein que describía un universo estático. Aunque Einstein retiró su constante (es de sabios enmendar), ésta reapareció en el modelo inflacionario de la teoría del Big Bang y puede ser el origen de la fuerza de repulsión que le gana a la gravedad y mantienen al universo en expansión. La constante cosmológica es una propiedad intrínseca del universo y podría ser la explicación de la energía oscura.

Otra posibilidad es que la energía oscura provenga de un tipo de campo, parecido a los campos electromagnéticos que produzca repulsión gravitacional. Algunos científicos han llamado a este campo quintaesencia. La quintaesencia puede afectar a la materia y cambiar de valor a diferencia de la constante cosmológica.

Termina al finalizar

Los nuevos telescopios ayudarán a determinar cuál es la naturaleza de esta energía oscura y al final nos darán el modelo del final del universo. El descubrimiento de la expansión acelerada ha descartado el modelo en el que la expansión se detiene, se invierte y todo acaba en una compresión masiva. El caso aceptado es que la expansión continuará eternamente. Aunque ahora hay otra propuesta presentada el físico Robert Caldwell conocida como el Big Rip en el que la energía de repulsión superará por completo a la gravitacional y todos los sistemas se separarán aún a nivel atómico.

Referencias

http://www.comoves.unam.mx/numeros/articulo/58/el-lado-oscuro-del-universo, recuperado el 16 de noviembre de 2015

¿Por qué este tema? Una reflexión personal

La elección para mí ha sido muy sencilla, de los temas propuestos para esta actividad el que tiene que ver con cosmología captó mi atención de inmediato. Siempre he sido aficionado a todo lo que tiene que ver con el estudio del universo: telescopios, misiones espaciales, física, etc. De hecho, he disfrutado mucho el lanzamiento de la serie "Cosmos" en el canal NatGeo.

Escribir sobre este tema con base en el texto de referencia no es muy complicado, el estilo del autor está enfocado hacia la divulgación por lo que sus ideas están planteadas en un lenguaje sencillo y bien estructurado. El punto inicial se basa en las ideas fundamentales del texto: universo en expansión y energía oscura. Lo que más me llamó la atención fue el modelo geométrico del universo y su implicación en el modelo inflacionario.

Lo que se lee y escribe en estos días

Es verdad que la lectura no está en decadencia si se toma desde el punto de vista cuantitativo, gracias al acceso a internet mucha gente está leyendo mucho todos los días. Este blog podría formar parte de la lista de lectura de alguien y así añadirlo a su registro de palabras leídas ya que en este tipo de lectura la página o volumen pierden validez como unidad de medida para el lector.

Igualmente se escribe mucho, tal vez los blogueros serán los dignos sucesores de Pepys como los grandes escritores de diarios ... o tal vez no. Todo mundo escribe correos, mensajes instantáneos y reflexiones en sus redes sociales. Diariamente se añaden miles de millones de palabras nuevas gracias a las multitudes escribientes.

Mi reflexión no me puede llevar entonces a la decadencia de la lectura, ni siquiera a la del libro, si parte de la cantidad. Si hay alguna decadencia en la lectura y escritura es en la calidad, la norma de calidad de lectores y escritores es la establecida por lo que existe en la red y me pregunto cuántos de esos párrafos soportan el escrutinio de la gramática, la ortografía o las reglas de la estética literaria. Me pregunto si podríamos hacer el gran experimento de tener a mil millones de escritores inconexos escribiendo para lograr la gran obra maestra de la literatura universal. La calculadora universal aún está fuera de nuestro alcance pero el escritor universal ya es posible. Pero es probable que esta obra esté limitada por un vocabulario de 2 000 palabras si nuestros mil millones de escritores no conocen más que esos dos millares de palabras y así no veremos ninguna referencia al almuédano de Córdoba en esa gran obra universal.

Creo que me entusiasma hacer arte con una longitud no mayor a 128 letras, después de todo los haikus son pequeñas perlas de pocos versos. Pero el medio sólo ayuda, no crea. Tener un editor de texto sólo es una herramienta mejor que la tablilla de cera: permite escribir más, a menor costo pero no con una mejor calidad. Entonces la frase de Truman Capote acerca de Kerouac se aplica a muchos de nosotros: eso no es escribir, es mecanografiar.

Sigamos escribiendo, usemos los 10 dedos y la productividad será enorme, que la máquina autocomplete, pero no olvidemos que al final toda iluminación o epifanía no es más que la culminación de un proceso muy largo de preparación. Para escribir bien, hay que leer bien. Borges fue uno de los grandes escritores del siglo XX pero también fue un lector notable así que saber qué leyó es casi tan interesante como leer lo que escribió. Al final, no hay escritores analfabetos.

He aquí la imagen de mi mapa conceptual sobre lo que es el aprendizaje autogestivo en relación con la educación a distancia.
Creo que de acuerdo con el autor, hay tres ejes: estudiante, tecnología e institución virtual.

Educación a distancia y autoaprendizaje

Aunque educación a distancia y autoaprendizaje son cosas distintas,  la educación a distancia sí tiene que recurrir en buena medida al autoaprendizaje y ya entrados en autos, tal vez la característica más deseable de un estudiante a distancia es la autodisciplina.

El autoaprendizaje o aprendizaje autogestivo.

El autoaprendizaje es al ritmo propio del estudiante, sin evaluaciones ni plazos y finalmente sin reconocimientos oficiales. Puede haber algún tutor que guíe al autodidacta durante su aprendizaje, pero este tutor o tutores no le demandarán tareas o lo evaluarán formalmente. Claro que no se pueden subestimar los resultados de autoaprendizaje, Heinrich Schliemann, el descubridor de las ruinas de Troya, fue un autodidacta muy exitoso que dominó ocho idiomas y bueno, también fue un arqueólogo con grandes logros a pesar de no pertenecer formalmente a la academia. El autoprendizaje puede tener objetivos grandes y pequeños, grandes éxitos y pequeños fracasos pero el factor común siempre es el individuo motivado por sí mismo.

Educación a distancia, nada nuevo bajo el sol.

La educación a distancia no es un tema nuevo, existe desde hace mucho. Para quien tenga la memoria o la edad para recordar las revistas del siglo pasado es fácil evocar los cursos por correspondencia para estudiar idiomas o adquirir habilidades técnicas. Mecánica Popular era una de las revistas que más anunciaban cursos por correspondencia. Acá en Puebla Hemphill Schools tenía su sede en la 11 sur y 9 poniente y desde ahí enviaba sus cursos por correspondencia. Realmente nunca tomé alguno de sus cursos pero sí recuerdo que ofrecían un diploma con validez oficial al aprobar el curso y entonces ya era uno un técnico en radio y T.V. o en refrigeración o había obtenido las competencias necesarias para hablar inglés.
La educación a distancia también aprovechó las tecnologías de la radio difusión por televisión o radio, las telesecundarias son un ejemplo de este medio. Aunque en la población en general este esquema no tuvo una aplicación extensa salvo en los cursos que algunas emisoras educativas impartían a través de su señal abierta, pero esto era una educación en modo simplex, es decir, en una sola dirección.

La era de la información (eso sí es nuevo).

Con la llegada de red digital han cambiado los medios pero el concepto de educación a distancia es en esencia el mismo: un estudiante fuera de aula y un sistema educativo distante que enseña y evalúa usando algún medio de comunicación a distancia. Claro que la red de comunicaciones en su estado actual facilita mucho las cosas: los contenidos pueden ser muy extensos, los buscadores son enciclopedias instantáneas e incluso la transmisión de voz e imagen se ha abaratado una enormidad.

La educación a distancia a través de internet está teniendo un crecimiento explosivo y creo que aún es difícil evaluar su impacto y su tasa de éxito. No obstante esta incertidumbre varias instituciones de prestigio están entrando al juego.

Básicamente he encontrado dos modalidades: cursos cortos y gratuitos impartidos por instituciones de mucho prestigio, como el MIT, y licenciaturas, maestrías y tal vez doctorados ofrecidos por instituciones privadas que están experimentando con esta área como una oportunidad de negocio.

El estudiante distante

Para un estudiante que aspira a un título, la modalidad de educación a distancia es un reto y una facilidad. Para aquellos que ya no pueden recurrir al sistema escolarizado, de aula, maestro y laboratorios, la educación abierta y a distancia es una alternativa que permite seguir en la cotidianidad del trabajo y la familia mientras se busca la obtención de un grado.
El reto para un estudiante sin aula ni horario es mantener la disciplina necesaria para cumplir con sus objetivos. Tiene que leer más que el estudiante escolarizado porque no puede preguntar directamente al profesor. Puede tener compañeros de aula pero el trabajo en equipo no siempre es factible porque cada compañero tiene su propia vida y sus propios horarios. Puede ser que no logre obtener el ambiente necesario para concentrarse en su aula virtual porque, que fácil es tener el televisor encendido, el celular sonando y si la familia está cerca, nadie interrumpe ... bueno ... sólo un momentito y ya ... una y otra vez.
La tecnologías de la información facilitan mucho al estudiante a distancia su inserción; el costo accesible de equipos de cómputo, el abaratamiento de las comunicaciones digitales y la facilidad en el uso de ambas. El nuevo ciudadano de la aldea digital no tiene que ser un experto en informática y con sólo unas habilidades básicas puede incursionar en el aprendizaje a distancia.
En conclusión, estudiar a distancia es más difícil que hacerlo en un sistema escolarizado pero no obstante su dificultad, es una oportunidad que se cuela entre las demandas de la vida diaria y aprovecharla depende casi por completo de quien se anima a aceptar el paso por dicha dificultad.