Estoy atendiendo los comentarios que me hicieron durante mi ausencia,

pero como son muchos (+500) les pido paciencia.

CURIOSIDADES DEL UNIVERSO



(Observación: esta es la cuarta parte de la investigación de David Pratt sobre la cosmología y cuyo inicio lo pueden encontrar aquí, y le agradezco profundamente a Nicolás por haber traducido un artículo tan grande, pero a la vez tan interesante de leer.)


  ÍNDICE

    1.  La radiación de fondo de microondas
    2.  La abundancia de elementos ligeros
    3.  Las estructuras del Universo a gran escala




1 - LA RADIACIÓN DE FONDO DE MICROONDAS

La radiación de fondo de microondas (MBR en inglés) fue descubierta por Penzias y Wilson en 1965 y tiene una temperatura de 2.73 grados Kelvin (K), y de hecho los teóricos de la Gran Explosión predijeron la existencia de una radiación cósmica de microondas con un espectro de cuerpo negro resultado del sobrante de la bola incandescente del Big Bang.

El prominente teórico George Gamow anticipó una temperatura de microondas de 5 K en 1948, 7 K en 1955 y 50 K en 1961, y en términos de densidad de energía, que se transforma a la cuarta potencia de la temperatura, la predicción de 50 K resulta en un valor 113’000 veces más elevado.

Los defensores del Big Bang prefieren citar los 5 K predichos por Alpher y Herman (estudiantes de Gamow) en 1948, pero se olvidan de mencionar que un año más tarde corrigieron la temperatura a 20 K, desde entonces han intencionalmente ignorado todas las evaluaciones más precisas de la temperatura de fondo que se han efectuado por científicos contrarios al Big Bang.
  • En 1926 Arthur Eddington calculó que la luz estelar daría una temperatura de fondo de 3.2 K. 
  • En 1938 Walther Nernst dio una estimación de 0,75 K. 
  • Para la década de 1930, Ernst Regener concluyó que el espacio intergaláctico tenía una temperatura de fondo de 2,8 K.
  •  Y en 1941 Andrew McKellar la determinó en 2.3 K (1).
De acuerdo con la teoría del Big Bang, la MBR es el residuo de la luz emitida unos 380’000 años después de ese estallido colosal, cuando la radiación se separó de la materia. Lo que significa que la temperatura bajó lo suficiente (3000 K) para que los electrones y los núcleos formasen átomos de modo que la radiación pudiera expandirse libremente por el espacio.

Supuestamente la radiación infrarroja liberada en ese momento se ha desplazado hacia el rojo en un factor de más de 1000, por lo que ahora es la misma radiación que emiten los microondas.

La suavidad y el espectro casi perfecto del cuerpo negro del MBR son generalmente citados como confirmaciones de la Gran Explosión, pero si la radiación realmente ha estado recorriendo el espacio durante más de 13 mil millones de años e interactúa con estructuras galácticas, parece mucho más probable que su espectro estuviera disperso y distorsionado (2).

La uniformidad extrema del MBR se interpreta en el sentido de que la materia en el Universo temprano del Big Bang debe haberse distribuido en una forma increíblemente suavizada, lo que hace que sea extremadamente difícil explicar cómo el Universo terminó teniendo tantos bultos.


En abril de 1992 se anunció que el satélite Explorador de Fondo Cósmico (COBE) de la NASA había encontrado pequeñas fluctuaciones o "ondas" en la radiación de fondo, supuestamente causadas por variaciones cuánticas en el Universo inicial.

Sin embargo, las modificaciones de temperatura eran muchísimo más vastas en extensión para ser antepasados de las galaxias y los cúmulos observados hoy, y no excedían las 30 millonésimas de grado, demasiado minúsculas para constituir las simientes a partir de las que se forman las estructuras.

De esta forma, aunque estos hallazgos fueron recibidos con entusiasmo por los "big-bangers" (al grado que el líder del equipo COBE dijo que era como "ver el rostro de Dios"), la realidad es que "al mismo tiempo estos hallazgos tiraron a la basura la mayoría de los modelos específicos de los cosmólogos para la formación del Universo" (3).

Y desde entonces, se han hecho otras mediciones de MBR mediante la Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson (WMAP) y diversos experimentos con globos y en bases terrestres, al tiempo que se gastan millones de dólares en este proyecto con el objeto de encontrar respaldos para el Big Bang.

Los principales cosmólogos aseveran que los datos confirman plenamente todos los aspectos de dicha teoría y les han permitido determinar la edad del Universo (la cual según ellos es de unos 13.75 mil millones de años), así como las cantidades de materia oscura y energía oscura físicamente indetectables y otros numerosos parámetros con una precisión sin precedentes (4).

Pierre-Marie Robitaille, experto en imágenes de resonancia magnética, ha presentado una evaluación detallada y concluyente de los proyectos COBE y WMAP (5).

El satélite WMAP adquiere señales en cinco frecuencias de microondas, y para crear imágenes de las fluctuaciones de microondas o anisotropías, se hacen intentos para eliminar la señal contaminante de primer plano de nuestra galaxia, que es 1000 veces más intensa que la señal de interés, la cual a su vez está sujeta a variaciones anuales significativas.

El equipo de WMAP aplica métodos complejos y arbitrarios de manipulación matemática para "limpiar" y combinar las imágenes en bruto, pero no tiene forma de verificar si las "características'" que quedan son realmente de origen cosmológico o el producto del procesamiento de los datos, por lo que las figuras no cumplen con las normas aceptadas en la investigación de imágenes médicas.

Dice Robitaille que:

« A partir de los 5 grupos básicos se puede generar un número infinito de mapas. Y no hay una solución única y por lo tanto cada mapa es indistinguible del ruido. »

Esto significa que todos los parámetros clave del "Universo Big Bang" que se han derivado de las anisotropías de microondas "están desprovistos de verdadero significado, precisamente porque las imágenes son tan poco fiables".

Robitaille sostiene que aún no se ha descartado que la señal de microondas medida por varios satélites, y en fecha más reciente por el Planck, provenga principalmente de los océanos de nuestro planeta (6).

Y es que el agua es un poderoso absorbente y emisor en las bandas de microondas e infrarrojo lejano, y posteriormente las emisiones oceánicas son dispersadas por la atmósfera.








Arriba: imágenes de las señales adquiridas por el satélite WMAP en las cinco frecuencias de observación: 23, 33, 41, 61, y 94 GHz, conocidas como bandas K, Ka, Q, V y W (de arriba hacia abajo).

Debajo: la imagen "limpiada" y retocada para el "consumo público".


La temperatura promedio es de 2725 K y los colores representan diminutas fluctuaciones de temperatura: las regiones rojas son más cálidas y las azul oscuro más frías en aproximadamente 0,0002º (lambda.gsfc.nasa.gov).



Las reivindicaciones de una excelente concordancia entre la teoría del Big Bang y las observaciones MBR son muy dudosas.

Eric Lerner señala que:

« La curva que se adaptó a los datos tenía siete parámetros ajustables, la mayoría de los cuales no podía ser corroborada por otras observaciones. Y a pesar de esa artimaña, el ajuste no fue estadísticamente bueno, con una probabilidad menor al 5% de que la curva realmente calzara con los datos. Por ejemplo: el modelo sobreestimó en gran medida la anisotropía en las escalas angulares más grandes. » (7)

Pero a pesar de eso, la corriente continua de resultados anómalos a partir de los datos de WMAP se ignora ó la teoría subyacente se modifica de manera que la predicción coincida con las mediciones (8).

Una anomalía importante es que las anisotropías en la MBR "no parecen estar dispersas tan fortuitamente como se esperaba", pues están alineadas con la eclíptica u otras estructuras astrofísicas locales (9).

Y es que la Tierra está bañada por radiación cósmica en todas las bandas de frecuencia, desde ondas de radio hasta rayos gamma, y probablemente la mayor parte se origina en estrellas y centros galácticos.

Y Hilton Ratcliffe sostiene que el fondo de microondas no es la excepción:

« Tiene mucho más sentido que constituya la temperatura límite del espacio calentado por la luz estelar del ambiente y la radiación de estructuras astrofísicas, incluyendo la propia Tierra, en vez de la firma de una hipotética explosión primordial. » (10)


Para suavizar las grandes variaciones y producir el espectro de cuerpo negro medido, la radiación tendría que ser dispersada y termalizada por absorción y reemisión reiteradas.

Algunos investigadores creen que esto podría hacerse mediante diminutos filamentos de hierro y carbono en el espacio intergaláctico, como resultado de explosiones de las supernovas (11), o por una maraña de filamentos de plasma denso y confinados magnéticamente que impregnan el medio intergaláctico (12).



Referencias

  1. A.K.T. Assis y M.C.D. Neves, "History of the 2.7 K temperature prior to Penzias and Wilson", Apeiron, vol. 2, nro. 3, 1995, págs. 79-84, redshift.vif.com; Mitchell, Bye Bye Big Bang, Hello Reality, págs. 104-5.
  2. Bye Bye Big Bang, Hello Reality, págs. 112-3.
  3. Scientific American, julio 1992, pág. 9.
  4. "Lambda-CDM model", en.wikipedia.org; "Wilkinson Microwave Anisotropy Probe", map.gsfc.nasa.gov.
  5. Pierre-Marie Robitaille, "WMAP: a radiological analysis", Progress in Physics, vol. 1, 2007, págs. 3-18, ptep-online.com; Pierre-Marie Robitaille, "COBE: a radiological analysis", Progress in Physics, vol. 4, 2009, págs. 17-42, ptep-online.com.
  6. Pierre-Marie Robitaille, "The Planck satellite LFI and the microwave background: importance of the 4K reference targets", Progress in Physics, vol. 3, 2010, ptep-online.com.
  7. Eric J. Lerner, "Two world systems revisited: a comparison of plasma cosmology and the big bang", 2003, bigbangneverhappened.org.
  8. Ratcliffe, The Static Universe, págs. 119-20, 129-30.
  9. "Ripples cause cosmic doubts over inflation", New Scientist, 30 abril 2005, newscientist.com; Eric Lerner, "Cosmology in 2007: a year-end survey", bigbangneverhappened.org.
  10. The Static Universe, pág. 128.
  11. Narlikar y Burbidge, Facts and Speculations in Cosmology, págs. 243-4; Hoyle, Burbidge y Narlikar, A Different Approach to Cosmology, págs. 201-7.
  12. Lerner, The Big Bang Never Happened, págs. 50-1, 268-78; "Cosmology in 2007".






2 - LA ABUNDANCIA DE ELEMENTOS LIGEROS

Cuando se crea materia en experimentos de colisión de alta energía, se producen cantidades iguales de materia y antimateria. Y si las partículas de materia entran en contacto con sus antipartículas (que tienen carga opuesta) se aniquilan entre sí en un estallido de luz.

El Universo actual consiste predominantemente de materia en lugar de antimateria, mientras que se piensa que el Gran Estallido concibió cantidades iguales de ambos.

Para explicar esto, los "big-bangers" simplemente inventaron una reacción desconocida llamada bariogénesis, la cual condujo a un exceso muy pequeño de quarks y leptones (por ejemplo: electrones) por sobre antiquarks y antileptones.

En nuestra Vía Láctea, el hidrógeno constituye alrededor del 74% de su masa, el helio 24%, el oxígeno 1%, y el 1% final explica todos los demás elementos, y se asume que en todas partes del Universo las abundancias son más o menos las mismas.

Todos los 92 elementos de origen natural y sus isótopos se podrían haber producido a través de procesos de fusión en las estrellas y otros entornos energéticos tales como centros galácticos, y a través de otros medios tales como la fisión atómica inducida por rayos cósmicos, siempre que el Universo sea mucho más anterior a los 14 mil millones de años.

En la teoría del Big Bang, por otra parte, los elementos más ligeros (principalmente helio, deuterio y litio) tuvieron que ser elaborados a través de nucleosíntesis en el Universo inicial, durante un período de aproximadamente 3 a 20 minutos después de la Gran Explosión.

Sin embargo, esto sólo es posible eligiendo cuidadosamente la proporción de partículas de materia ordinaria (bariones) a los fotones.

Y la relación de bariones a fotones (o el número de bariones) ha tenido que ajustarse periódicamente para concordar con las últimas observaciones.

Como opinan Hoyle et al.:

« Cuando una teoría se ajusta específicamente para tener una cierta propiedad, no se le puede dar demasiado crédito sólo por poseer esa característica. » (1)

Sin embargo un problema importante es que ninguna proporción barión-fotón permite dar cuenta de las cantidades observadas de helio, deuterio y litio al mismo tiempo. Por ejemplo, utilizando la relación actualmente favorecida, la cantidad de litio-7 producida sería 2.4 a 4.3 veces mayor que la observada (2).

Además, la abundancia de helio en galaxias y estrellas viejas de secuencia principal es menor de lo previsto (3).

Y también cabe señalar que el Gran Estallido no puede producir la cantidad observada de deuterio si la densidad de bariones supera un cierto límite, y es por esta razón que la cosmología del Big Bang necesita que el grueso de la materia oscura tenga propiedades exóticas y no bariónicas (4).



Referencias

  1. Hoyle, Burbidge y Narlikar, A Different Approach to Cosmology, pág. 99.
  2. R.H. Cyburt, B.D. Fields y K.A. Olive, "A bitter pill: the primordial lithium problem worsens", 2008, arxiv.org.
  3. Lerner, "Cosmology in 2007"; Mitchell, Bye Bye Big Bang, Hello Reality, pág. 173.
  4. Narlikar y Burbidge, Facts and Speculations in Cosmology, pág. 275.






3 - ESTRUCTURA A GRAN ESCALA

Mientras que los cosmólogos del Big Bang son extremadamente buenos para inventar teorías altamente especulativas y no comprobables acerca de lo que ocurría durante los primeros microsegundos después de ese gran evento. Ellos han tenido espectaculares fracasos para explicar la estructura a gran escala del Universo que observamos en la actualidad.

Se supone que la radiación de fondo de microondas es el resplandor de la Gran Explosión. Sin embargo, todos los pasos hipotéticos que conducen desde las pequeñas fluctuaciones de densidad inferidas de esta radiación al desarrollo de galaxias normales a tamaño real están actualmente ausentes de las observaciones, al igual que las enormes cantidades de materia oscura exótica necesarias para llevar esto a cabo.

Los objetos de corrimiento al rojo superior deberían ser más pequeños, opacos, recientes, cohesionados y calientes que los objetos de corrimiento al rojo comparativamente bajo, pero no lo son.

Los cuásares y las nubes de hidrógeno están igualmente espaciados en un rango de desplazamientos al rojo, al contrario de lo que implica el Big Bang.

Los espectros de las galaxias más distantes contradicen la hipótesis de que debieran consistir únicamente en estrellas muy jóvenes, y se han descubierto galaxias extremadamente distantes que al parecer se formaron mucho antes de que el Universo del Big Bang se enfriara lo suficiente.

Existen pruebas abrumadoras de la formación permanente no sólo de nuevas estrellas, sino también de nuevas galaxias, mientras que los "big-bangers" pronosticaron originalmente que todas las galaxias se originaron en unos mil millones de años después de su teórica megaexplosión.



Esta imagen del Campo Ultra Profundo del Hubble de un sector de espacio bajo Orión muestra más de 10’000 galaxias. La mayoría tiene alto corrimiento al rojo, pero asemejan ser maduras en lugar de jóvenes. Por lo que la idea de que podrían haberse formado dentro de los primeros 500 millones de años después del Big Bang es altamente improbable (1).


El modelo del Big Bang se basa en el principio cosmológico o supuesto de que, en una escala lo suficientemente grande, el Universo es isotrópico y homogéneo, es decir que se ve igual en todas las direcciones y desde cualquier lugar.

No obstante, cada vez que los astrónomos adquieren telescopios más potentes que les permiten ver más profundamente en el espacio, descubren nuevas escalas de estructura:

Primero (en 1920) fue la existencia de otras galaxias, luego los cúmulos de galaxias, supercúmulos galácticos, y después en 1986 se conoció que las galaxias están encadenadas en enormes hojas, "paredes" o filamentos, que a veces se extienden por más de mil millones de años luz y se hallan separadas por enormes vacíos.

Por ejemplo, la Gran Muralla Sloan de las galaxias se extiende aproximadamente de la cabeza de Hidra a los pies de Virgo y tiene 1.36 mil millones de años luz de largo, de manera que el descubrimiento de dichas estructuras supergalácticas ha llenado de consternación a los cosmólogos ortodoxos.

Por que se ha estimado que habrían sido necesarios entre 80 y 250 mil millones de años para formar tales estructuras. Por lo que los 14 mil millones de años que han transcurrido desde la hipotética Gran Explosión no son suficientes para que la gravedad "cincele" estructuras mayores a unos 30 millones de años luz, y la expansión habría impedido que se originara cualquier organización de mayor envergadura.

Y es posible que la materia se moviese mucho más rápido en el pasado y más tarde se ralentizara, pero esta desaceleración habría distorsionado el espectro de la radiación de fondo de microondas a un grado que todavía no se determina (2).



Este mapa del Sloan Digital Sky Survey traza la posición de 200’000 galaxias a una distancia de hasta 2 mil millones de años luz.



Distribución fractal y celular de galaxias en un radio de unos 300 millones de años luz (3) (fractaluniverse.org).


Los "big-bangers" aceptan que en una distancia de al menos 200 millones de años luz (una escala mucho mayor de lo esperado) la distribución de materia en el Universo es irregular y fractal, con patrones similares repetidos en escalas cada vez más grandes.

Y más allá de esa distancia, creen que la distribución de la materia se suaviza y deja de ser fractal.

Para salvar el modelo de materia oscura fría, han tenido que añadir lo que denominan un "parámetro de sesgo" (otro factor de elusión) a sus ecuaciones, lo que refleja su creencia de que la materia oscura se extiende en el espacio de manera más uniforme que la materia ordinaria, incluso aunque las averiguaciones sobre la materia oscura contradigan esto, y los partidarios del Big Bang se dan cuenta plenamente de que un Universo modelado por fractales tiraría su cosmología por la ventana.

Un equipo italiano, por el contrario sostiene que los últimos datos del Sloan Digital Sky Survey apoyan la idea de que si los astrónomos continuaran distanciándose y mirando a escalas más grandes, encontrarían más agrupamientos y patrones fractales (4).

En este sentido, no está de más hacer un alcance. Más allá de unos 300 años luz, la escala de distancias del Universo es muy incierta ya que se deriva principalmente de desplazamientos al rojo (5).

Las anomalías de dicho fenómeno discutidas anteriormente indican que los objetos de alto corrimiento al rojo no están necesariamente más alejados que los objetos de bajo corrimiento, y es posible que en la mayoría de los casos el corrimiento al rojo sea aproximadamente proporcional a la distancia, pero no disponemos de una manera independiente para saberlo o verificar las distancias calculadas.



Referencias

  1. Ratcliffe, The Static Universe, págs. 153-4.
  2. Ashwini Kumar Lal y Rhawn Joseph, "Big bang? A critical review", Journal of Cosmology, vol. 6, 2010, págs. 1533-47, journalofcosmology.com; Lerner, The Big Bang Never Happened, págs. 21-5, 28-31; Mitchell, Bye Bye Big Bang, Hello Reality, págs. 86-7; A. Gefter, "Don’t mention the F word", New Scientist, 10 marzo 2007, págs. 30-3.
  3. Colin Hill, "Electro-Fractal Universe", 2006, cap. 7, fractaluniverse.org.
  4. Gefter, "Don’t mention the F word"; F.S. Labini, N.L. Vasilyev, L. Pietronero e Y.V. Baryshev, "Absence of self-averaging and of homogeneity in the large scale galaxy distribution", 2009, arxiv.org.
  5. The Static Universe, cap. 3.




No hay comentarios:

Publicar un comentario