(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
- 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.
- Bye Bye Big Bang, Hello Reality, págs. 112-3.
- Scientific American, julio 1992, pág. 9.
- "Lambda-CDM model", en.wikipedia.org; "Wilkinson Microwave Anisotropy Probe", map.gsfc.nasa.gov.
- 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.
- 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.
- Eric J. Lerner, "Two world systems revisited: a comparison of plasma cosmology and the big bang", 2003, bigbangneverhappened.org.
- Ratcliffe, The Static Universe, págs. 119-20, 129-30.
- "Ripples cause cosmic doubts over inflation", New Scientist, 30 abril 2005, newscientist.com; Eric Lerner, "Cosmology in 2007: a year-end survey", bigbangneverhappened.org.
- The Static Universe, pág. 128.
- Narlikar y Burbidge, Facts and Speculations in Cosmology, págs. 243-4; Hoyle, Burbidge y Narlikar, A Different Approach to Cosmology, págs. 201-7.
- 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
- Hoyle, Burbidge y Narlikar, A Different Approach to Cosmology, pág. 99.
- R.H. Cyburt, B.D. Fields y K.A. Olive, "A bitter pill: the primordial lithium problem worsens", 2008, arxiv.org.
- Lerner, "Cosmology in 2007"; Mitchell, Bye Bye Big Bang, Hello Reality, pág. 173.
- 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
- Ratcliffe, The Static Universe, págs. 153-4.
- 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.
- Colin Hill, "Electro-Fractal Universe", 2006, cap. 7, fractaluniverse.org.
- 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.
- The Static Universe, cap. 3.
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