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9/12/08 - DJ:

El Sr. Telescopio vs. el Sr. Acelerador

Tiempo estimado de lectura: 5 min. 57 seg.

¿Quién será el primero en probar la existencia de la energía y materia oscuras? Un físico de partículas (el Sr. Acelerador) y un astrofísico (el Sr. Telescopio) debaten cara a cara.
Joe Lykken y Rocky Kolb

Los investigadores entienden sólo el 4% del universo, hecho de átomos, comparado con el 96% restante que piensan que está compuesto por energía y materia oscura.
(Ver "El lado oscuro del universo"). Los científicos encontraron evidencia de la materia oscura y la energía oscura, pero nadie sabe qué son realmente. Los investigadores, de muchas disciplinas, están buscando las respuestas en el espacio, en los observatorios de suelo e intentan crear estas partículas en los aceleradores. La pregunta es ¿Quién será el primero?

Joe Lykken, físico de partículas en Fermilab y el astrofísico Rocky Kolb enfrentaron el tema en un debate público el 24 de septiembre, moderados por Michael Turner (astrofísico de Chicago).

Lykken argumentó que los físicos de partículas serán los primeros en encontrar evidencia de la materia y energía oscuras, usando los aceleradores y detectores. Kolb indicó que los astrofísicos serían los primeros con la ayuda de satélites, telescopios y los mismos detectores bajo tierra.

Hablaron frente a un público de casi 400 personas en el Museo Smithsoniano en Washington. Michael Turner, quien acuñara el término "energía oscura" moderó la charla.

La introducción de Turner fue a un punto clave. "¿Porqué el ciudadano que paga impuestos debe invertir en esto? ¿Porqué el hombre o mujer de la calle debe interesarse en respuestas a preguntas sobre el lado oscuro?"

Lykken respondió al apuntar a la mecánica cuántica -el estudio de la interacción de partículas en el nivel más pequeño- que parecía al principio ser puramente un ejercicio intelectual sin aplicación práctica. Pero llevó a la invención de la electrónica, incluyendo el computador. Lo mismo con la conexión entre magnetismo y electricidad que llevó a la tecnología actual de las plantas de energía.

Joe Lykken, físico de partículas

Unidos por la búsqueda en la oscuridad
Los científicos encontraron evidencia de la materia oscura en 1935. Teorizaron que los cúmulos de materia oscura formaron las bases de las galaxias, manteniéndolas juntas.

Hace una década, los científicos descubrieron que una fuerza opositora estaba apartando al universo, causando una expansión acelerada.

La búsqueda del entendimiento de la materia y energía oscuras generó un objetivo común para científicos que antes operaban de forma independiente, admitió Lykken.

"Hasta hace poco", añadió Kolb, "los físicos de partículas consideraban a los astrónomos como Rocky como insomnes que se pasaban toda la noche tomando fotos que no nos importaban".

Lykken agregó que los físicos de partículas se dieron cuenta que su teoría de supersimetría predecía la existencia de algo similar a la materia oscura que los astrofísicos estaban detectando. La supersimetría sostiene que todas las partículas conocidas tienen una partícula correspondiente que se comporta de manera diferente. Esta teoría podría ayudar a llenar las pieces faltantes sobre cómo los bloques de construcción de la materia y las fuerzas de la naturaleza trabajan para crear objetos. La partícula más ligera, el neutralino, es un candidato principal para la materia oscura, que se piensa que existe desde el universo temprano, cuando ayudó a la materia a agruparse para formar galaxias.

"La supersimetría ha explicado tanto cómo el mundo subatómico se sostiene y cómo las galaxias se mantienen juntas. Es la conexión del espacio-interior, espacio-exterior", explicó Lykken.

"Así que ustedes no estaban interesados en la materia oscura. Pero entonces notaron que era importante y recordaron que la habían predicho", agregó Turner.

"Bueno, también parece que predijimos la energía oscura", añadió Lykken. Los físicos le llaman "energía del vacío" y Albert Einstein la denominó "constante cosmológica" y comparten la idea básica de que el espacio vacío no está vacío del todo.

Iluminando la materia oscura
Rocky Kolb
Los físicos de partículas esperan encontrar la materia oscura de una de dos formas: ya sea al producirla en un acelerador de partículas o al identificar con detectores ultrasensibles bajo tierra. Muchos creen que la razón de que los aceleradores no hayan encontrado aún la materia oscura es que supondría una enorme cantidad de energía crearla -un nivel que podría alcanzarse ahora con el Gran Colisionador de Hadrones.

"Pienso que el LHC encontrará algo que realmente va a conmocionar el conocimiento fundamental de la física", espetó Lykken, que está trabajando en el experimento CMS del LHC, e incluso llegó a decir que quizás se pueda descubrir en el término de tres años.

Kolb fue más lejos al declarar que los astrofísicos la descubrirían con astronomía en dos años y medio.

Dos pistas han llevado a los astrónomos a sospechar la existencia de materia oscura: Primero, cuando midieron las masas de las estrellas y planetas que conforman las galaxias, descubrieron que la gravedad de esos objetos no sería suficiente para mantenerlos unidos. Algo que no podían ver debería estar contribuyendo con la masa faltante (así como del tirón gravitacional).

Segundo, podían ver distorsiones de luz en el espacio, normalmente causadas por grandes masas, en lugares que parecían estar vacíos. Lo llamaron, la invisible presencia de la materia oscura.

"Está seguro que la materia oscura está allí?, preguntó Turner.
"Apostaría su vida", replicó Kolb.

Detectando energía oscura
Joe Lykken
Los investigadores no eran tan confidentes del éxito en la búsqueda de la energía oscura, una misteriosa forma de energía que empujaría al universo a expandirse de forma acelerada. Ambos dijeron que el mejor desarrollo posible sería que, contrario a la predicción de Turner, la energía oscura no existe. Esto les daría un cheque en blanco para comenzar otra vez, con nuevas teorías.
"Sólo para que conste, fue un martes de 1964 cuando cometí un error. Hubo un tiempo en que cometí un error. No es imposible" bromeó Turner.

Los astrónomos vinieron con la idea de la energía oscura luego de medir la tasa a la que el universo se estaba expandiendo tiempo atrás, comparado con la aceleración más reciente.
Encontraron su base de comparación al mirar lejanos objetos en el espacio: supernovas. Al medir cómo brillan estas explosiones vistas desde la Tierra, los científicos pueden decir cuán lejos están. Como la luz toma tiempo en viajar a nuestro planeta, la distancia de las supernovas permite a los astrónomos mirar atrás en el tiempo.
Cuando los científicos miran a objetos muy lejanos, están viendo cómo eran en el pasado.
"Por eso, cuando miro a la audiencia aquí, las personas que están atrás me parecen más jóvenes a mí", bromeó Kolb.

Los astrónomos han esperado que la expansión se hiciera más lenta con el tiempo, dado que la gravedad atrae a los objetos. Para su sorpresa, descubrieron que la expansión se está acelerando, las supernovas se estaban alejando más rápidamente. Como si una fuerza empujara esos objetos -y a todo lo demás en el universo.

Mientras Turner cree que la mejor explicación es la gravedad repulsiva de la energía oscura, admitió que podría haber otra explicación para estas sorprendentes observaciones. "Golpéenme con sus ideas más locas", pidió a los dos científicos. "Que sea realmente loca, la clase de locura tipo Paris Hilton".

Kolb dijo que la energía oscura podría ser "el eter del siglo 21". Teóricos anteriores pensaron que esta hipotética sustancia llenaba el universo y permitió que la luz viajara a través de lo que de otra forma sería el espacio vacío. Luego de hallar que la velocidad de la luz era la misma en todas direcciones del espacio, los experimentadores refutaron el concepto de eter.

"Pensamos que la energía oscura está allí, pero quizás haya algo más extraño ocurriendo, incluso algo más sorprendente. Una posibilidad en la que estuve trabajando es que el universo sea tan inhomogéneo que, de alguna forma desconocida, esto cambie la expansión del universo y nos haga pensar que existe energía oscura. Si la idea fuera correcta, la manera en que hemos estado haciendo las ecuaciones básicas de cosmología desde 1922 cambiarían", dijo Kolb.

Lykken dijo que la idea de energía oscura podría ser explicada por una falla en nuestro entendimiento de la gravedad. "Una razón es que podríamos estar haciendo gravedad en el número equivocado de dimensiones", añadió. Los teóricos de cuerdas predicen la existencia de al menos seis dimensiones adicionales a las cuatro espacio-temporales que percibimos.

Rocky Kolb, astrofísico

Próximamente
Turner pidió a sus colegas que predijeran dónde estará la ciencia dentro de un siglo.
Cien años atrás, dijo Kolb, los astrónomos creían que la Vía Láctea era todo el universo. "Pienso que dentro de 100 años entenderemos el hecho de que lo que llamamos hoy el universo será sólo una pequeña parte de algo que podríamos llamar multiverso o megaverso".

Lykken, por su parte, piensa que "la historia de la física de partículas está encontrando allí afuera una nueva fuerza de la naturaleza. Nueva formas de materia que no sospechábamos que estuvieran allí. Dentro de 100 años habremos encontrado al menos una nueva fuerza de la naturaleza".

"Si esto no te hizo interesar en la ciencia, entonces ríndete".



Links relacionadosFuentes y links relacionados



Crédito imágenesSobre las imágenes
Joe Lykken, Fermilab vs. Rocky Kolb; y el moderador Michael Turner.
Fotos: Reidar Hahn, Fermilab
Ilustración: Sandbox Studio


"El Sr. Acelerador"
Fotos: Reidar Hahn, Fermilab
Ilustración: Sandbox Studio
Imagen de fondo: Bubble Chamber “Strange Event” algorithm, Jared Tarbell 2004

"El Sr. Telescopio"
Fotos: Reidar Hahn, Fermilab
Ilustración: Sandbox Studio
Imagen de fondo: NASA and STScI


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1 comentario:

  1. No he estudiado en una Universidad, alguna carrera afin realmente, pero si he incursionado investigando y leyendo lo mas posible, me falta mucho aun, pero a partir de lo leido hasta ahora por mi, he podido entender, que el limite del conocimiento esta en nosotros mismos, no importa el grado de estudio universitario o profesional, el asunto es energetico y vibracional, es a partir de ahi que podemos o no visualizar algo, y creo que si vemos algo oscuro? el limite esta en nosotros, los cientificos, pueden entender, pero lo mas importante para todos nosotros es vibrar en Amor puro y sincero, es algo para sentir, no exactamente para ver, sin embargo este hecho en si nos lleva a visualizar y plasmar nuestra intencion como real. Y la Fuerza es esa: El AMOR UNIVERSAL, siempre existio y existira, es el alimento de toda la creacion.
    Paz a todos.

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