¿EXISTEN LA MATERIA OSCURA Y LA ENERGÍA OSCURA?

(Observación: esta es la tercera 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 inflación inicial

    2.  La materia oscura

    3.  La energía oscura

1 - LA INFLACIÓN INICIAL

A principios de la década ochenta y para resolver una serie de problemas, los teóricos del Big Bang determinaron que un billón de billones de billones de segundo después de la explosión inicial, el "espacio-tiempo" experimentó un período de inflación híper-rápida que duró unos 5000 millones de billones de billones de segundo, durante el cual se expandió hasta 10⁵⁰ veces más rápido que la velocidad de la luz, creciendo desde un punto minúsculo a un volumen de varios millones de años luz en diámetro ⁽¹⁾, y entonces de alguna manera frenó abruptamente a una tasa más lenta de expansión.

Esta teoría completamente extraña y ad-hoc muestra cuán "creativos" pueden ser los cosmólogos cuando se ve amenazada la teoría en que basan sus carreras y reputaciones.

Se desconoce por completo el mecanismo responsable de la inflación inicial, pero ya ha sido etiquetado como "el inflatón cósmico" (probablemente porque esto suena mejor que decir "no tenemos una pista").

Los teóricos dicen que la expansión superlumínica no transgrede la teoría de la relatividad (que dice que nada puede moverse más rápido que la luz), ya que es el espacio que se está expandiendo en lugar de haber materia que se mueve.

Pero como señala William Mitchell:

« Es un desafío al sentido común pensar en cómo la inflación puede de alguna manera desplazar a toda la masa o energía del Universo sin moverse físicamente. » ⁽²⁾

La inflación se consideró necesaria para explicar cómo la radiación de fondo de microondas en sitios opuestos del Universo puede ser tan uniforme, y por qué el Universo se ve tan plano en lugar de curvado.

Y también se dice que la inflación ha magnificado diferencias de densidad causadas por fluctuaciones cuánticas a tamaño cósmico de modo que pudieran convertirse en las simientes para el crecimiento de la estructura en el Universo.

Todas las diferentes versiones de la teoría de la inflación hacen una predicción comprobable: y es que los protones deben decaer con el paso del tiempo.

Sin embargo todos los experimentos hasta la fecha no han podido detectar algún deterioro, pero este problema fue "resuelto" ajustando las ecuaciones para prolongar la vida útil de los protones.

2 - LA MATERIA OSCURA

El modelo de inflación dicta que la materia en el Universo debe tener una cierta densidad crítica, pero la densidad de la materia visible es sólo una pequeña fracción de este valor.

Sin embargo, la moderna teoría del Big Bang afirma que la materia ordinaria (bariónica) y los neutrinos representan sólo el 4.5% de la masa-energía del Universo, mientras que la materia oscura constituye el 22.7%, y la energía oscura 72.8%.

Antes de la invención de la energía oscura, muchos teóricos del Big Bang solían afirmar que la materia oscura debía componer alrededor del 99% de la masa del Universo.

La evidencia observacional llevó a la mayoría de los astrónomos a la conclusión de que hasta un 90% de la masa del Universo podría consistir en materia oscura.

En nuestro Sistema Solar, la velocidad orbital de los planetas disminuye al aumentar la distancia desde el Sol, por lo que el conjunto planetario tiene una "curva rotacional" de caída.

Sin embargo, muchas galaxias tienen curvas de rotación planas, y las velocidades anormalmente altas de las partes exteriores de las mismas son atribuidas al efecto gravitacional de grandes cantidades de materia invisible.

Se piensa que la materia oscura está concentrada alrededor de las galaxias en grandes halos, y las observaciones de la velocidad con que aquéllas parecen moverse en grupos y cúmulos también son interpretadas como evidencia de la materia oscura.

Existen, sin duda, concentraciones "oscuras" o no luminosas de materia física ordinaria en nuestro Universo, pero los "big-bangers" afirman que la gran mayoría de materia oscura consiste en partículas físicas hipotéticas (como axiones y partículas masivas de interacción débil, o WIMPs en inglés), que a diferencia de toda la otra materia física conocida, no emiten ni absorben luz y pueden ser detectadas solamente por sus efectos gravitatorios.

La razón principal por la que los partidarios del Big Bang postularon la existencia de tanta materia oscura era puramente teórica, pues el Gran Estallido no funcionaría sin ella, y la mayor parte de la materia oscura debía tener propiedades inusuales, porque de lo contrario podría alterar otros aspectos del modelo.

La existencia de esta exótica materia oscura, por lo tanto "se basa en la creencia y no en pruebas contundentes" ⁽³⁾.

Los modelos de materia oscura fría no fueron capaces de simular con precisión la estructura del Universo en escalas tanto galácticas como multigalácticas al mismo tiempo, y tampoco tuvieron éxito los intentos de resolver el problema mediante la adición de un poco de materia oscura caliente (como neutrinos masivos de movimiento rápido) ⁽⁴⁾.

Para explicar la evidencia de materia oscura, Mordehai Milgrom ha propuesto una modificación de la ley de la inversa del cuadrado, conocida como dinámica newtoniana modificada (MOND en inglés) ⁽⁵⁾.

No obstante, no existen pruebas experimentales independientes para apoyarla.

Algunos científicos sostienen que la materia oscura en forma de materia ordinaria y no luminosa puede explicar toda la evidencia observacional ⁽⁶⁾.

Y tal materia incluye nubes de polvo, gas y plasma, estrellas de baja masa (por ejemplo, enanas marrones), planetas y restos de estrellas muertas como enanas blancas, estrellas de neutrones y "agujeros negros" (a veces llamados objetos astrofísicos masivos del halo compacto, o MACHOs en inglés).

Se ha estimado que el gas interestelar, los plasmas de baja energía y las enanas marrones podrían exceder la masa de estrellas luminosas en nuestra galaxia ⁽⁷⁾.

Y las averiguaciones basadas en microlentes gravitatorias sugieren que puede haber 100’000 veces más "planetas nómadas" que estrellas deambulando en la Vía Láctea ⁽⁸⁾.

Otros investigadores explican las curvas de rotación planas invocando la operación de fuerzas electromagnéticas a escala galáctica ⁽⁹⁾.

Y otro enfoque cuestiona si las partes externas de las galaxias (incluyendo la Vía Láctea) realmente están girando anormalmente rápido.

Entonces como lo pueden constatar, existen otras opciones a parte de la materia oscura.

La única evidencia para respaldar la materia oscura son las frecuencias alteradas de luz que se interpretan como desplazamientos Doppler causados por movimientos de retroceso o aproximación como se ven desde la Tierra.

Pero una explicación alternativa de los datos espectroscópicos es que las frecuencias alteradas son producidas por partículas en las partes exteriores de las galaxias que tienen masas (y por lo tanto velocidades de reloj) ligeramente diferentes que aquéllas más cercanas al centro.

Sobre este asunto H.R. Drew escribe:

« Tal gradiente de energía o frecuencia es bien conocida en la biología, y comúnmente se llama “gradiente de desarrollo”, como se aprecia mediante las anchuras de los embriones en crecimiento. »

Y lo mismo puede ser cierto para cualquier sistema de materia altamente organizado, incluyendo una galaxia en desarrollo ⁽¹⁰⁾.

Referente a los movimientos galácticos en grupos y cúmulos, se requieren grandes cantidades de materia oscura sólo si las galaxias cuyos movimientos están siendo utilizados para determinar la masa hipotéticamente son parte de sistemas consolidados y estables. Y en ciertos casos algunas de las galaxias realmente pueden no pertenecer al grupo o clúster, y el conglomerado puede estar separándose y experimentando desintegración ⁽¹¹⁾.

Más aún, el hecho de que las galaxias compañeras tienen exceso de desplazamientos al rojo y que éstos a menudo se cuantifican sugiere fuertemente que no son simplemente velocidades.

La cuantización del desplazamiento hacia el rojo parece indicar que las velocidades orbitales de las galaxias deben ser inferiores a 20 km/s, pues de otro modo la periodicidad desaparecería, y si esto fuera cierto, se desvanecería la necesidad de la materia oscura.

Mapa que muestra la distribución de materia oscura durante más de mil millones de años luz, en base a la lente gravitacional de la luz de galaxias distantes (www.space.com). Aunque hay que precisar que los datos no dicen nada acerca de la naturaleza u origen de la materia oscura. Y algunos científicos creen que puede ser materia ordinaria y radiación emanando de las galaxias ⁽¹²⁾.

3 - LA ENERGÍA OSCURA

En 1998 se encontró que el tipo Ia de supernovas remotas (explosiones de estrellas) era más tenue de lo esperado en el supuesto de que son "velas estándar", o sea que todas ellas tienen el mismo brillo intrínseco y explotan exactamente de la misma manera.

Los "big-bangers" interpretaron esto como resultado de la dilatación del tiempo, y concluyeron que lejos de ser frenado por la gravitación (como habrían esperado), la expansión del Universo se está acelerando y que ha estado así durante unos 7 mil millones de años.

Para explicar la supuesta expansión acelerada, los "big-bangers" inventaron la noción de "energía oscura", una fuerza repulsiva presente en todas partes del espacio, ya sea asociada con la constante cosmológica de Einstein o con un nuevo campo escalar conocido como quintaesencia, y de esta manera una explicación más razonable es que las supernovas tipo Ia no son "velas estándar" ⁽¹³⁾.

"El juego cósmico de 'tirar la cuerda': la fuerza de la energía oscura sobrepasa a la de la materia oscura a medida que pasa el tiempo". Un diagrama que no pasa de ser "bonito" (hubblesite.org).

Michael Disney escribe:

« Para explicar algunas observaciones sorprendentes, los teóricos han tenido que crear nociones heroicas y aún así insustanciales, tales como la “materia oscura” y la “energía oscura”, que supuestamente sobrepasan, por cien a uno, la materia del Universo que podemos detectar directamente.

Los legos están obligados a preguntar si debieran estar más impresionados por las nuevas observaciones o más consternados por los teorías endemoniadas que se han evocado para explicarlos. » ⁽¹⁴⁾

« Y el hecho de que algunos profesionales se aferren a una teoría tan débil (...) no tiene por qué persuadirnos de adoptar una postura mucho más prudente. » ⁽¹⁵⁾

Referencias

1. "Inflation (cosmology)", en.wikipedia.org; Mitchell, Bye Bye Big Bang, Hello Reality, pág. 214.
2. Bye Bye Big Bang, Hello Reality, pág. 220.
3. Hoyle, Burbidge y Narlikar, A Different Approach to Cosmology, págs. 293, 307.
4. Peter Coles, "The end of the old model universe", Nature, vol. 393, 25 junio 1998, págs. 741-4.
5. "The Mond Pages", astro.umd.edu/~ssm/mond.
6. Narlikar y Burbidge, Facts and Speculations in Cosmology, págs. 213-8; A Different Approach to Cosmology, págs. 281-93; C.F. Gallo y J.Q. Feng, "Galactic rotation described with bulge + disk gravitational models", 2008, arxiv.org; bigbangneverhappened.org.
7. Timothy E. Eastman, "Cosmic agnosticism, revisited", Journal of Cosmology, vol. 4, 2010, págs. 655-63, journalofcosmology.com.
8. Andy Freeberg, "Researchers say galaxy may swarm with 'nomad planets'", 23 febrero 2012, news.stanford.edu.
9. Eric J. Lerner, The Big Bang Never Happened, Vintage Books, 1992, págs. 240-1. 1
10. H.R. Drew, Apeiron, vol. 4, nro. 1, 1997, págs. 26-32, redshift.vif.com.
11. A Different Approach to Cosmology, págs. 287-93; The Big Bang Never Happened, págs. 32-5.
12. Bye Bye Big Bang, Hello Reality, pág. 311.
13. Ratcliffe, The Static Universe, págs. 166-71.
14. Disney, "Modern cosmology: science or folktale?", americanscientist.org.
15. "Modern cosmology: science or folk tale?", astro.umd.edu.

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.

COSMOLOGÍAS ALTERNATIVAS AL BIG BANG

(Observación: esta es la quinta 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.  El adoctrinamiento del Big Bang

    2.  Hay varias teorías cosmológicas en pugna

-      La teoría del estado estacionario

-      La teoría del estado cuasi-estacionario

-      La teoría del universo infinito y eterno

-      La teoría de un universo metamodelo

-      La teoría de un universo cinético subcuántico

-      La teoría del universo de plasma

1 - EL ADOCTRINAMIENTO DEL BIG BANG

A mediados del siglo XVII, el arzobispo irlandés James Usher hizo la sorprendente revelación de que Dios creó el cielo y la tierra, la noche del sábado 22 de octubre del año 4004 a. de C.

Y aunque suene muy ficticio, la teoría moderna de que el Universo se originó de una singularidad gravitacional hace aproximadamente unos catorce mil millones de años atrás no es mucho mejor.

¡Y tal vez no pasará mucho tiempo antes que los teóricos del Big Bang nos digan en qué día de la semana se produjo la Gran Explosión!

De hecho, ya están trabajando bajo la ilusión de que saben lo que ocurría durante las primeras billonésimas de segundo luego del momento en que se creó todo el Universo, y están tan hipnotizados por su destreza matemática que han pasado por alto el absurdo de "algo que ha sido creado a partir de nada".

Las matemáticas son una herramienta vital de la ciencia, pero las ecuaciones por sí solas no pueden decirnos si una determinada teoría es correcta o no, y si las suposiciones subyacentes son incorrectas.

Y cuando no se tiene en consideración esto, las matemáticas simplemente permiten que los científicos se equivoquen con confianza.

Y es tal el desacuerdo que aumenta en la comunidad astrofísica, que en el año 2004 la revista New Scientist publicó una carta abierta escrita por varios científicos que se encuentran críticos hacia la Gran Explosión, y el manifiesto (que ya ha sido firmado por más de 400 especialistas e investigadores) incluye lo siguiente:

« El Big Bang hoy se basa en un número creciente de entidades hipotéticas y cosas que nunca hemos observado: la inflación, la materia oscura y la energía oscura son los ejemplos más prominentes. Y sin ellos, habría una contradicción fatal entre las observaciones realizadas por los astrónomos y las predicciones de la ya referida teoría.

En ningún otro campo de la física sería aceptado este recurso continuo de nuevos objetos hipotéticos como una manera de salvar la distancia entre la tesis y la observación, y por consiguiente plantearía (por lo menos) serias dudas acerca de la validez de la teoría subyacente.

. . .

Hoy en día, prácticamente todos los recursos financieros y experimentales en cosmología se dedican a los estudios sobre el Big Bang, y los fondos provienen sólo de unas pocas fuentes, y todos los comités de revisión que los controlan están dominados por los partidarios de la Gran Explosión.

Como resultado, la hegemonía del Big Bang dentro del campo de la cosmología se ha convertido en auto-sostenible, independiente de la validez científica de dicha teoría. » ⁽¹⁾

La mayoría de los cosmólogos considera el modelo estándar del Big Bang como algo sacrosanto que no se puede cuestionar. Incluso en 1951 dicha teoría recibió la bendición del Papa Pio XII debido a que el modelo del Big Bang es esencialmente creacionismo ex-nihilo en un atuendo pseudocientífico.

Los libros de texto ya no tratan la cosmología como una materia abierta a la discusión, y los cosmólogos se muestran a menudo intolerantes hacia las "desviaciones" del dogma contemporáneo, al grado que los investigadores que cuestionan la ortodoxia predominante, tienden a tener más dificultades para obtener financiación y equipamiento y para conseguir que sus artículos sean publicados.

Por ejemplo, a principios de la década de 1980, a Halton Arp se le negó permanencia en los observatorios de Monte Wilson y Palomar porque su programa de observaciones astronómicas se consideraba "inútil", debido a que su descubrimiento de las anomalías en el corrimiento hacia el rojo era muy embarazoso para el establishment del Big Bang ⁽²⁾.

Halton Arp tuvo que trasladarse al Instituto Max Planck en Alemania para continuar con sus investigaciones, y desde entonces se han rechazado con frecuencia sus solicitudes de trabajo en otros grandes telescopios terrestres y espaciales.

Además,

2 - HAY VARIAS TEORÍAS COSMOLÓGICAS EN PUGNA ⁽³⁾

La teoría del estado estacionario

Esta teoría fue presentada por primera vez en 1948 por Fred Hoyle, Thomas Gold y Hermann Bondi, y hubo un tiempo en donde tuvo un estatus de igualdad con el Big Bang. Y a pesar de que acepta el desplazamiento al rojo cosmológico y la expansión del espacio, sostiene que el Universo no tuvo principio y existirá siempre, y que la densidad de materia en el espacio nunca cambia porque continuamente se está creando materia.

La teoría del estado cuasi-estacionario

En 1993 Hoyle, Geoffrey Burbidge y Jayant Narlikar publicaron una versión modificada conocida como modelo de estado cuasi-estacionario (QSS en inglés) ⁽⁴⁾, en donde proponen que el Universo se expande y contrae alternativamente durante un ciclo de más de 50 mil millones de años, pero que durante períodos más largos hay una expansión global, aunque el Universo nunca ha tenido volumen cero.

Pero en lugar de una expansión siendo causada por la creación de masa continua, dicha dilatación se le atribuye a "mini-explosiones" o eventos de "mini-creación", como por ejemplo en los centros de las galaxias activas.

Y al igual que la teoría original, el modelo QSS atribuye la génesis de materia a un "campo de creación" que ejerce una fuerza repulsiva.

Los campos físicos normales contienen energía positiva que se agota cuando el trabajo está terminado, pero se afirma que un campo de creación posee "energía negativa" que se hace más negativa y por lo tanto más fuerte cuando crea y mueve materia.

Narlikar y Burbidge admiten que esto equivale a una "prestidigitación", pero insisten en que "matemáticamente es una buena idea", lo cual ilustra la incapacidad de algunos teóricos para distinguir entre ficciones de cálculo matemático y la realidad.

Incluso la teoría sostiene que "todo está hecho de la nada, a pesar del dicho atribuido a Lucrecio que sólo nada puede ser creado de la nada" ⁽⁵⁾.

La idea de que la actividad explosiva dentro de las galaxias provoca una expansión generalizada del espacio es bastante peculiar, e incluso los "big-bangers" admiten que el espacio no se amplía dentro de sistemas unidos gravitacionalmente como las galaxias.

Pero al menos, los partidarios del modelo QSS reconocen la realidad de anomalías en el corrimiento al rojo y han ayudado a descubrirlos y documentarlos.

La teoría del universo infinito y eterno

Muchos científicos favorecen el modelo de un Universo infinito, eterno y no expansional sujeto a transformaciones constantes. Por ejemplo, Halton Arp sostiene que el corrimiento al rojo de los objetos extragalácticos es causado principalmente por la tendencia de la masa de partículas a incrementarse con la edad, y sólo secundariamente por la pérdida de energía lumínica en su recorrido por el espacio.

La razón por la que todas las galaxias más distantes están desplazadas hacia el rojo es porque las vemos como eran cuando la luz "les abandonó", es decir, cuando eran mucho más jóvenes.

Alrededor de siete galaxias locales tienen corrimiento hacia el azul, y la idea estándar es que deben estarse moviendo hacia nosotros, pero en la teoría de Arp son simplemente más viejas que nuestra propia galaxia, tal y como las apreciamos ⁽⁶⁾.

Arp considera que la materia se crea continuamente y no desde la nada, sino a partir de la materialización de masa-energía existente en un estado difuso, bajo la forma del omnipresente "mar cuántico" o campo de punto cero.

El Universo se está desarrollando constantemente desde muchos puntos diferentes dentro de sí mismo. Y también Halton Arp cree que después de un cierto intervalo las partículas elementales pueden sufrir deterioro, por lo que la materia vuelve a fusionarse con el mar cuántico.

"Vacío cuántico" o "campo de punto cero" es el nombre dado a los campos de radiación electromagnética fluctuantes producidos por oscilaciones cuánticas aleatorias que, según la teoría cuántica, persisten incluso a una temperatura de cero absoluto (-273 °C ó 0 K).

Hay sin embargo una fuerte evidencia experimental que apunta a un éter subcuántico y no electromagnético compuesto de grados más sutiles de energía-sustancia, con propiedades eléctricas y no electricas ⁽⁷⁾.

Como dice Hilton Ratcliffe, en un Universo eterno e infinito las estrellas y las galaxias se hallan en diferentes etapas de sus ciclos locales de desarrollo. Los objetos celestes forman una jerarquía de estructuras de tamaño cada vez mayor, sin límite imaginable. Todos ellos girando equilibradamente durante la mayor parte de su vida ⁽⁸⁾.

Los oponentes de un Universo infinito, eterno y no expansivo sostienen que si existiera un número infinito de estrellas, todo el cielo nocturno ardería con la luz (hipótesis conocida como "paradoja de Olbers").

Pero este argumento ignora el hecho evidente (negado por la ciencia ortodoxa) de que la luz debe perder energía a medida que viaja por el espacio, de modo que la luz de las estrellas situadas más allá de una cierta distancia nunca nos alcanzaría en una forma visible.

La teoría de un universo metamodelo

El metamodelo desarrollado por el astrónomo Tom Van Flandern ⁽⁹⁾ propone que el Universo no expansivo no es solamente infinito en espacio y tiempo, sino que comprende objetos y entidades que abarcan una gama infinita de tamaños. No hay nada único acerca de nuestra forma de escalar las cosas, pues el Universo debiera verse esencialmente igual a todos los niveles.

Van Flandern propone que existe un medio de transporte lumínico y un medio de gravedad que desempeñan un papel importante en nuestra escala, pero que también hay números infinitos de otros medios compuestos por partículas de todos los tamaños imaginables; incluso lo que son galaxias para nosotros podrían constituir partículas en un medio de una proporción supercósmica.

La teoría de un universo cinético subcuántico

La cosmología de cinética subcuántica desarrollada por Paul LaViolette ⁽¹⁰⁾ plantea que la materia física emerge de un éter preexistente. La Violette, también, cree que el desplazamiento hacia el rojo se debe a que los fotones pierden energía mientras viajan a través del espacio intergaláctico y que el Universo no se está expandiendo.

Su teoría también predice que los fotones adquieren energía en ciertas regiones del espacio, tales como el interior de las galaxias. Y afirma que esta "energía génica" se produce en el seno de todos los cuerpos celestes y ayuda a explicar el origen de la energía solar y la fuerza que da vida a las novas, las supernovas y las explosiones de núcleos galácticos.

La teoría del universo de plasma

La cosmología del plasma fue iniciada por el astrofísico sueco y premio Nobel Hannes Alfvén, a partir de la década de 1950. Sugiere que el Universo es infinito en espacio y tiempo, y sus partidarios actuales, junto con los defensores de la teoría relacionada del "Universo eléctrico'", tienden a rechazar la interpretación del Universo en expansión del corrimiento al rojo ⁽¹¹⁾.

Esta teoría prevé un Universo entrelazado por grandes corrientes eléctricas y potentes campos magnéticos, ordenados y controlados tanto por electromagnetismo como por gravedad, y en la siguiente sección se presentan más detalles.

Referencias

1. "An open letter to the scientific community", cosmologystatement.org.
2. Arp, Quasars, Redshifts and Controversies, págs. 165-71.
3. "Alternative Cosmology Group", cosmology.info.
4. Narlikar y Burbidge, Facts and Speculations in Cosmology; Hoyle, Burbidge y Narlikar, A Different Approach to Cosmology.
5. A Different Approach to Cosmology, pág. 195.
6. Arp, Seeing Red, págs. 225-52.
7. Ver "Worlds within worlds" y "The farce of modern physics", davidpratt.info.
8. Ratcliffe, The Static Universe, págs. 163-4.
9. Van Flandern, Dark Matter, Missing Planets & New Comets, págs. 79-116.
10. LaViolette, Genesis of the Cosmos, parte 3.
11. Lerner, The Big Bang Never Happened, capítulos 5 y 6; Eric J. Lerner, "Evidence for a non-expanding universe: surface brightness data from HUDF", 2005, photonmatrix.com; Scott, "The Electric Sky"; Thornhill & Talbott, The Electric Universe.