NeoFronteras

Habrá Cosmología en Lactómeda

Área: Espacio — jueves, 28 de abril de 2011

Los lactomedanos podrán hacer cosmología con rigor, deducir el Big Bang, saber la edad del Universo en ese momento y deducir parámetros tales como la constante cosmológica.

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Abróchese el cinturón, vamos a viajar con la imaginación en el tiempo hasta un momento en el que el Universo tal y como lo conocemos habrá ya desaparecido. En nuestra máquina imaginaría del tiempo vamos a sufrir la mayor aventura de todos los tiempo y viajar no un millón de años, ni mil millones de años, sino un billón de años en el futuro.
La Tierra, los humanos y sus descendientes desparecieron hace muchos millones de siglos y de ellos no queda ni el recuerdo. En ese tiempo, nuestro cúmulo galáctico local, formado por la Vía Láctea, la galaxia de Andrómeda y unas pocas galaxias enanas habrán ya colapsado en una sola galaxia: Lactómeda. Nada más se podrá ver en el Universo, todas las demás galaxias y cúmulos de galaxias habrán desaparecido del horizonte observacional de los habitantes de Lactómeda debido a la expansión acelerada del Universo, ya con una velocidad de recesión superior a la de la luz. Sólo la gravedad local de Lactómeda ha podido retener un poco de materia, el resto es un inmenso espacio vacío. Ese espacio vacío es muy similar geométricamente a un universo de De Sitter con Lactómeda en su centro.
Tampoco hay fondo cósmico de microondas, pues la longitud de onda de esos fotones es tal que ningún instrumento los puede registrar. Las proporciones isotópicas de los elementos tampoco permiten deducir la nucleosíntesis primordial, pues las estrellas han tenido tiempo suficiente para contaminar con elementos pesados el medio. Es decir, todas las huellas y pistas cosmológicas que a nosotros nos permitieron deducir la expansión cósmica y el Big Bang han desparecido para siempre desde hace mucho tiempo. Se ha establecido un límite absoluto al conocimiento. En un universo tan pobre no puede haber un nuevo Edwin Hubble que deduzca el corrimiento al rojo de otras galaxias porque no habrá otras galaxias, ni tampoco un Penzias y Wilson que midan los rescoldos del Big Bang. En otros lugares del actual Universo ha pasado lo mismo y sólo hay galaxias únicas aisladas totalmente del resto para siempre. El universo sigue expandiéndose y a un ritmo cada vez más rápido, pero no hay puntos de referencia que lo indiquen.
Los habitantes de Lactómeda no saben, no pueden saber, lo que nosotros sabíamos. O, al menos, eso es lo que se afirmaba hasta hace poco. Ahora (ya estamos de vuelta en nuestro tiempo, cortesía de las máquinas imaginarias del tiempo que permiten este tipo de ejercicios) Avi Loeb, del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, dice que hay esperanzas de que los lactomedanos puedan hacer cosmología con rigor.
Según Loeb, una futura civilización avanzada de Lactómeda podría deducir la existencia del Big Bang y nuestras teorías cosmológicas actuales gracias a las fuentes de luz más distantes disponibles en su tiempo: las estrellas de hipervelocidad lanzadas desde el corazón de Lactómeda. Estas estrellas permitirán a esos seres aprender acerca de la expansión cósmica y reconstruir el pasado del Universo.
Cada 100.000 años aproximadamente un sistema binario de estrellas pasa demasiado cerca del agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia, una de las estrellas del sistema cae en el agujero negro y la otra es despedida a más de un millón de km/h y eyectada de la Vía Láctea. Es de esperar que esto siga pasando tanto en nuestra galaxia como en la futura Lactómeda.
Esas hipotéticas futuras civilizaciones pueden ser muy avanzadas y ser capaces de encontrar esas estrellas, que se encontrarán a distancias enormes. No será fácil, pero probablemente contarán con tecnología que no podemos ni imaginar.
Gracias al corrimiento al rojo de esas estrellas podrán deducir la expansión cosmológica (una vez restado el efecto Doppler constante propio de la velocidad de estas estrellas) pues estas estrellas, una vez desligadas de Lactómeda, sufrirán las expansión cosmológica y serán aceleradas por dicha expansión. Cuanto más lejos se encuentren dichas estrellas más rápido parecerán alejarse de los lactomedanos y ellos podrán deducir la ley que nosotros llamamos ley de Hubble.
A partir de los datos obtenidos podrán saber la edad del Universo en ese momento y deducir parámetros cosmológicos tales como la constante cosmológica. Podrán hacer ciencia y no tendrán que asumir el Big bang con un acto de fe.
La pregunta interesante es saber si ya ahora hemos perdido algún tipo de información que nos impida saber algo fundamental del Universo, algo que nunca sabremos por algún otro tipo de límite impuesto al conocimiento en algún momento del pasado.
Esperemos que mientras pensamos sobre estas cosas ninguna estrella de hipervelocidad pase cerca de nuestro sistema solar.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Foto: David A. Aguilar (CfA).

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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24 Comentarios

  1. miquel:

    Ya conocia, de un articulo en Investigacion y Ciencia, que la expansion nos dejaria solos con nuestros vecinos del grupo local en una inmensa galaxia. Conocia tambien las limitaciones para hacer cosmologia pero la respuesta parece adecuada y sobre todo interesante. Muy bueno el articulo. Mi enhorabuena.

  2. Atanasio:

    Poesía pura, Neo.

  3. joabbl:

    Quizás alguna de esas estrellas hiperveloces transporten algún átomo de nuestros pobres cuerpos. Inmortalidad.

    Saludos

  4. NeoFronteras:

    Estimado Atanasio:
    Muchas gracias, pero no hay para tanto.

  5. Gerardo:

    En un universo asi, como negar el principio antropio y a Dios? si creo un universo solo para nosotros? y somos el centro del universo?

  6. joabbl:

    No es que crease el universo para nosotros, es que no podríamos comunicarnos con los demás ni los demás con nosotros. Como los autistas. Pero eso probablemente ya sea así, porque las distancias son tan enormes y si la vida no es demasiado abundante la civilización más cercana podría estar a miles o incluso millones de años luz. Sin embargo tampoco hay que preocuparse por ello. Si en Lactómeda existen civilizaciones como la nuestra es seguro que estarán guerreando entre ellos y que no tendrán mucho tiempo para ocuparse de esos temas. Igual que nosotros.

    Saludos

  7. NeoFronteras:

    Estimado Gerardo:
    El destino descrito aquí para nuestro grupo local es el mismo que sufrirán otros grupos locales o cúmulos de galaxias, así que no hay situación privilegiada para los lactomedanos.

  8. tomás:

    Estimado Neo: Gracias por la lección de tu 16 en “No estamos en un lugar privilegiado”. Yo lo tomé como “hacer cosmología”.
    En cuanto a que vemos una parte y no todo el Universo, para nada cambia mi razonamiento, a no ser que lo fundamentes en algo que no se me ocurre, lo cual, evidentemente, podría ser.
    Un cordial saludo.

  9. tomás:

    Estimado joabbl: Estoy totalmente de acuerdo con tu 6, sobre todo con tu 2º punto: “Pero eso, probablemente ya sea así…” Sólo quisiera añadir que no estamos teniendo en cuenta el tiempo. Se ha podido dar o puede que se dé otra civilización tecnológica no simultánea. También, tan diferente que no podamos ni imaginar la dirección de sus preferencias, inquietudes, etc.
    Cuando leía el artículo “La mayor ola cultural del océano Pacífico”, pensé que un planeta tipo terrestre, incluso en él, podría haber sucedido -y creo que sucedió hace muchos Ma que prácticamente no hubo tierras emergidas- que el agua lo cubriese todo, como es lógico pensar si la tectónica de placas no diera al traste con la distribución vertical según densidades. La tecnología que suponemos pudiera tener alguna o algunas de sus especies -por llamarles de alguna forma, porque también les adjudicamos una biología parecida a la nuestra y quién sabe si en su reproducción prima una transferencia horizontal que las hace, siendo complejos los individuos, semejantes a las bacterias en ese aspecto-; decía que su tecnología podría sernos tan extraña e inconcebible que nos fuera imposible reconocerla y viceversa. Por ello me parece que el optimista y poético Carl Sagan se entusiasmó en exceso y que si no somos la única cultura tecnológica del Universo, es como si lo fuésemos.
    Un afectuoso saludo.

  10. Gerardo:

    Neo: es cierto que cierto que “realmente” los lactomedanos no tendran privilegio alguno, ni serán el centro del universo, me referia a que ellos no tienen manera de saberlo. Cuando miren al cielo y no vean nada sino su galaxia, para ellos ese será el universo, y como negarles que estan en el centro?. Realmente estaran en el centro del universo visible, pero para ellos ese será todo el universo

  11. JAvier:

    En ese sentido gerardo tiene razón, aunque descubrieran esas estrellas no tendrían datos como para sostener que habría otras galaxias más allá. Podrían incluso carecer de incentivos como para desarrollar tecnologías que permitieran detectarlas. Es suponer demasiado pero desde que inventamos el telescopio nos dimos cuenta de que con más aumento veríamos más mientras que ellos se encontrarían con un fondo oscuro salvo que justo dieran con una de esas estrellas.

    Eso si gerardo, tu forma de decirlo no fue “muy feliz” que digamos.

  12. tomás:

    Apreciado Neo: 3ª línea bajo la ilustración: “…una velocidad de recesión, superior a la de la luz.” ¿Como es posible eso?
    Por otra parte, ¿en qué se basa o como puedo documentarme en el tema del sistema binario en el que una ha de salir -¿forzosamente?- despedida?
    Saludos.

  13. tomás:

    Perdón. Ya me respondo a mi primera pregunta: Porque no es que las galaxias se muevan más rápidas que la luz en el espacio, sino que el espacio se expansiona y no se conoce un límite a esa expansión.
    Resulta muy difícil pensar olvidando a Newton y aún más difícil de forma atemporal, pero eso es otra historia.
    Me agradezco la respuesta, así que solo queda la segunda pregunta, estimado Neo.

  14. NeoFronteras:

    Efectivamente, los lactomedanos nunca tendrían pruebas sobre la existencia de otras galaxias. Quizás sólo lo podrían inferir. Aunque es muy posible que descubran la Relatividad general. Si nos fijamos nos pasa algo similar a nosotros sobre la posible existencia de otros universos.
    Es verdad que su universo visible es el que es, pero al menos cuentan con una galaxia: Lactómeda.
    Sobre los incentivos a la hora de tratar de estudiar estrellas de hipervelocidad son los mismos que tenemos nosotros para estudiar otras cosas. Sabrían de las estrellas de hipervelocidad recientes y seguro que les dará por estudiarlas. La carrera por tener telescopios más potentes estaría garantizada y estos instrumentos no distinguen dónde están las cosas, sólo se apuntan a una región del cielo y se espera tener suficientes fotones.
    A los sistemas dobles que son alterados por el agujero negro supermasivo es de suponer que les puede pasar casi cualquier cosa y algunas veces una de las estrellas sale despedida.

    Efectivamente no es lo mismo velocidad dentro de un espacio que “velocidad” de recesión que mide simplemente como se expande el espacio que hay entre medias. La causalidad relativista no se viola, pues no hay transmisión de información a mayor velocidad que la luz.

  15. pvl:

    Si por un momento obviamos el CBM y nos quedamos solo con el hecho observacional del corrimiento al rojo de las galaxias tanto mayor cuanto más alejadas de nosotros se encuentran, pregunto ¿podríamos distinguir si el universo se expande o por el contrario se contrae?

  16. NeoFronteras:

    Si el universo se contrajera tendríamos un corrimiento hacia el azul.

  17. pvl:

    Estimado Neo: no estoy de acuerdo con tu conclusión de que si el universo se contrajera el corrimiento sería obligatoriamente hacia el azul. Solo sería así si durante la contracción las galaxias se aproximaran entre ellas. Pero eso no tiene por qué ser así obligatoriamente. Puede existir contracción y que las distancias entre galaxias aumenten con lo que el corrimiento sería al rojo, tal y como lo percibimos: el ejemplo más evidente es una serie de objetos situados a diferentes alturas en caída libre hacia la Tierra: la velocidad de caída es tanto mayor cuanto más cercanos a la superficie terrestre se encuentran (despreciando el rozamiento de la atmósfera) por lo que cada uno percibe a los demás alejándose de su propia posición, tanto más rápido cuanto más lejanos se encuentran: si desde uno cualquiera recibieran señales provenientes de los demás, las señales mostrarían corrimientos al rojo proporcionales a su distancia.

  18. NeoFronteras:

    La expansión es precisamente el aumento de la distancia entre galaxias (salvo casos locales). No puede haber contracción y que la distancia entre galaxia aumente.

  19. tomás:

    Se me ocurre considerar que el efecto Doppler es, en el sonido al menos, aparente, pero no real; es decir que las ondas no varían en realidad su frecuencia, sino que las percibimos con mayor frecuencia al acercarse el móvil que al alejarse y tal como son en el punto medio. Pero cuando hablamos de lejanas galaxias, estamos tratando con una expansión del espacio. Pienso que, entonces, las ondas electromagnéticas se estiran con él, por lo que este efecto es real. Si, además la galaxia se aleja de nosotros por movimiento propio dentro del espacio que se dilata, los efectos se sumarán, aunque imagino que este último será despreciable en las distancias más lejanas.
    También me pregunto si la edad del Universo que consideramos es porque los cúmulos más alejados ya han superado la velocidad de la luz y por tanto no nos puede llegar señal lumínica alguna.

  20. pvl:

    Estimado Neo: llevas razón y yo estaba equivocado. Para simplificar mi imagen mental me había limitado a imaginarme la caída libre de cuerpos en una sola dimensión (es decir en una recta). En ese contexto tan simplificado solo se cumple que habiendo contracción exista separación para los cuerpos situados en una de las semirectas en las que el punto u origen de atracción divide a la recta considerada. Pero no me dí cuenta de que los cuerpos en caída libre de la otra semirecta si que se acercan a cualquiera de los de la otra. Por lo tanto es justo como tu dices: lo que yo comento solo es posible en casos locales. Gracias por aclarármelo.

  21. NeoFronteras:

    Estimado plv:
    A veces es difícil olvidar el comportamiento newtoniano, del cual tenemos experiencia directa en el mundo cotidiano, y abrazar una Relatividad General que es poco intuitiva. Los ejemplos newtonianos (que tan bien funcionan en la Tierra) en el caso cosmológico fallan y nos inducen a error.

  22. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    El corrimiento al rojo cosmológico no tiene nada que ver con el efecto Doppler (pese a que los malos libros de divulgación digan lo contrario), aunque su manifestación en el espectro sea igual. El primero se debe a la expansión del espacio y el otro al movimiento dentro del espacio. Naturalmente se pueden sumar o restar entre si ambos efectos.

  23. pvl:

    Estimado Neo: en el caso concreto de mi duda, ni siquiera hay que aplicar la RG para invalidar mi duda. De hecho lo que yo intuía que ocurría, sucedía en el entorno newtoniano de la Tierra, suponiendo cuerpos en caída libre hacia su superficie. Y gracias a tí he comprendido que ni siquiera en ese entorno newtoniano recibiría señales con corrimiento al rojo salvo las de los cuerpos situados en mi misma vertical.

  24. tomás:

    Estimado Neo: Tienes toda la razón. Yo, que tan afinado suelo ser, he llamado impropiamente efecto Doppler a lo que es corrimiento hacia el rojo, pero entiendo que en el resto confirmas mi opinión. Como pvl, agradezco tu corrección, cosa que te ruego repitas siempre que me equivoque.
    Mi saludo más afectuoso.

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