Una idea que resuelve los misterios de la energía oscura y la abundancia de litio

Gran Nube de MagallanesUna simple idea explica dos de los mayores problemas de la cosmología, pero introduce un nuevo obstáculo.

Uno de los mayores retos de la ciencia moderna es explicar las observaciones que apuntan a una expansión acelerada del universo.

Éstas llegaron cuando los astrónomos dijeron que las supernovas más lejanas son más tenues y por lo tanto están más lejos de lo que deberían si el universo simplemente se estuviese expandiendo. Pero en lugar de eso, la expansión debe estar acelerando, dicen.

La explicación convencional para esta aceleración es que el universo debe estar repleto de una invisible energía oscura que fuerza este proceso.

Esto es algo con lo que muchos científicos no se sienten a gusto. Los cálculos convencionales de la energía del vacío del universo dan un número que es 120 órdenes de magnitud menor de lo que tendría que tener la energía oscura. Y luego tenemos el pequeño problema de la conservación de la energía, que parece violarse con la energía oscura. Todo junto deja un estado de la situación bastante poco satisfactorio.

Hay otro problema, aparentemente no conectado, con el que luchan los cosmólogos: la abundancia de elementos que debe haberse creado en el Big Bang.

Nuestros modelos para el Big Bang y cómo el universo creció en sus primeros minutos hacen predicciones muy precisas sobre la abundancia de elementos que deben haberse creado en el proceso.

Por ejemplo, debe haber enormes cantidades de hidrógeno, deuterio y helio-4. Y las medidas de estos materiales más o menos encajan con exactitud con las predicciones.

No obstante, la teoría también predice que también debería haberse formado una cierta cantidad de litio. El problema es que, hasta donde podemos ver, el universo contiene sólo un tercio de esta cantidad. Esto ha provocado más de un dolor de cabeza.

Ahora, Marco Regis y Chris Clarkson de la Universidad de Ciudad del Cabo en Sudáfrica dicen que pueden explicar esta escasez de litio. Lo extraordinario, sin embargo, es que la misma idea explica también las observaciones de supernovas sin necesidad de expansión acelerada o energía oscura.

Su nueva idea es que la abundancia de litio puede explicarse abandonando una de las suposiciones fundamentales de la cosmología moderna: El Principio Copernicano. Es la idea de que nos humanos no tenemos una posición privilegiada en el universo. Para los cosmólogos, esto significa que el universo debe ser más o menos igual en todos sitios y a todas escalas.

Distintos cosmólogos han señalado que si abandonamos este principio, sería bastante fácil explicar los datos de las supernovas. Simplemente indican que el universo no es homogéneo a las escalas más grandes. En lugar de esto, debemos estar situados en el centro de algún tipo de gigantesco vacío en un universo mucho mayor.

Ahora, Regis y Clarkson dicen que el mismo tipo de pensamiento – que hay distintas irregularidades en la forma en que la materia se distribuye por el universo – puede explicar la falta de litio.

Ésta es una interesante contribución al debate. Que la misma idea parezca explicar dos observaciones aparentemente no conectadas, es una poderosa razón para echarle un vistazo más en detalle.

A la vista de esto, parece una pérdida menor abandonar el Principio Copernicano a esta escala. Después de todo, ¿por qué debería estar distribuida equitativamente la materia del universo a esta escala?

No obstante, esto introduce un incómodo problema. La afirmación de Regis y Clarkson es que el universo contiene una región a la que le falta litio. Esto no es difícil de aceptar. Lo difícil de tragar, en caso de ser cierto, son que las observaciones indican que la Tierra está en el mismo centro de la misma.

Esto sería una extraordinaria coincidencia, una que Regis y Clarkson dicen que tiene apenas 1 posibilidad entre 108 de suceder.

Pero también señalan que esto tiene que compararse con los problemas del modelo estándar de la física, que está 120 órdenes de magnitud por debajo de la energía oscura.

Haz tu elección. Sea cual sea, parece que los cosmólogos tendrán que seguir pensando mucho para sacarnos del aprieto.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1003.1043: Do Primordial Lithium Abundances Imply There’s No Dark Energy?

Fecha Original: 23 de agosto de 2010
Enlace Original

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Comments (18)

  1. Aparece otro problema si asumimos la inhomogeneidad del Universo, que nos quedamos sin modelo válido de evolución, pues precisamente la homogeneidad e isotropía del Universo son las dos hipótesis necesarias para construir el modelo del Big Bang

  2. Si al final de todo SI vamos a ser el centro del Universo… Ja, ja, …

    • Si pero lo peor es que automáticamente entra Dios en escena. Como dije en un anterior comentario, cuando se hecha a Dios por la puerta entra por la ventana.

      • vernon

        Primero lo primero: no te imaginas cuanto me rei con la brome de dios xD

        Al grano: Tienes mucha razon, sea por donde sea la ausencia de litio nos pilla por los pelos, no importa el acercamiento que le demos. Aunque la posibilidad de encontrarnos en un “vacio de litio” del universo no me parece tan descabellada, aun no se explican 120 (cientoveinte) ordenes de magnitud como un “error” :P

  3. jurl

    Vamos a terminar volviendo a poner en circulación el éter, al tiempo…

    • Amigo Jurl, te tengo malas noticias que confirman tus temores. Ya se ha vuelto a poner en circulación el éter, pero ahora le han cambiado en nombre. Ahora se llama materia y energía oscura. :-)

      SalU2

  4. Nusesabe

    Bueno, realmente es un poco ingenuo creer que el universo está homogéneamente repartido, cuando por todo vemos que no es así.

    Ni estamos en un universo con la misma cantidad de materia y antimateria, ni estamos en un universo con todas las partículas colocadas entre ellas a la misma distancia, estas se encuentran agrupadas en cuerpos (planetas, estrellas..) que a su vez se encuentran dentro de galaxias.

    Al igual que hay lugares con mucha materia (galaxias) y lugares casi vacios (donde no hay galaxias), al igual que las galaxias no tienen la misma cantidad de materia en cada una de sus partes, ¿porque iban a estar estas galaxias distribuidas de manera uniforme?

    • La relación entre materia y antimateria no tiene nada que ver con la homogeneidad del universo; a escalas cosmológicas estas dos son totalmente indistinguibles. La homogeneidad dice que el universo es “más o menos similar” a escalas mucho más grandes que la de las galaxias. Las galaxias están organizadas en cúmulos y estos en supercúmulos, pero los supercúmulos, por las observaciones que tenemos hasta ahora, parecen estar repartidos con una considerable homogeneidad e isotropía.

      • Nusesabe

        Pues para mi la relación entre materia y antimateria tiene todo que ver aquí. Si no hay nada en el universo, y recalco, nada, distribuido de manera uniforme, ¿porque el universo a gran escala iba a estarlo? No digo que no lo esté, digo que lo lógico sería lo contrario, ya que NADA lo está.

        • OzzyBulla

          Si tienes un diamante, globalmente es uniforme. Si viajas “hacia adentro” lo suficiente, encontrarás zonas con electrones, zonas con protones y neutrones y zonas sin nada. Eso no quita que el diamante es homogéneo

  5. OzzyBulla

    ¿Y que tal si la inercia (generada en el momento del big bang) pudiera mantenerse como energía potencial y se transformara en energía cinética en la medida en que las distancias aumentan y la interacción gravitacional disminuye y nos deshacemos de la energía oscura, de Lord Sith y de Mordor al mismo tiempo?

  6. belmamar

    muy bueno, yo siempre me imagino el big bang como los fuegos artificiales. Al principio un chupinazo, luego una explosión, luego mas mini chupinazos que de cada uno sale una luz que brillando crecen como un globo que se hincha, y se ve como una suerficie exterior estrellada, luego las chispas se consumen y empiezan a colapsarse consumen todo su material y desaparecen y luego, la nada ni dios ni nada, solo olor a pólvora. Supongo que nada que ver pero es lo que me imagino al ver los fuegos artificiales, me parecen pequeños big bang.

  7. Estupendo, para explicar un problema proponemos una solución que plantea nuevos problemas y encima de los gordos, si es que asi no avanzamos. Primero hay que suponer que nos encontramos dentro de una zona de inmenso vacío por lo que habrá que explicar de donde sale esta inmensa zona. Luego situamos a la Tierra justo en el centro de la inmensa zona de vacío por que si no nuestra brillante explicación no funciona (a ver si es que los extraterrestres crearon esa inmensa zona vacía alrededor nuestro tiempo atrás para su divertimento y observar después que conclusión sacan los pobres científicos :D ).
    Creo además que las posibilidades de que esto pueda suceder al azar son mucho más pequeñas de una entre 10exp8 y por si fuera poco nos cargamos también nuestro mejor modelo cosmológico como ha dicho el primer comentarista.
    Seguimos estancados en cuanto a avances fundamentales, aunque también es cierto que las preguntas que plantea la ciencia moderna son de una complejidad y trascendencia sin precedentes en la historia y que el premio, cuando llegue, será comprender las fuerzas y leyes fundamentales que gobiernan el universo.
    Saludos

    • OzzyBulla

      como yo lo entiendo, no sería un problema aleatorio. En torno a cada cuerpo celeste (incluida la tierra) se tendería a crear un vacío producto de la gravedad del mismo, “esterilizando” su entorno. Lo malo es que esto no me funciona para la materia oscura, ya que habríamos tenido una suerte de acresión de MO.
      En lo personal, no pe preocupa, ya que creo tanto en la materia oscura como Bush.

    • Totalmente de acuerdo.

      SalU2

  8. kojio

    ¿¿¿que tiene que ver que seamos el centro del universo con que sea homogeneo o no??? hay gente en las ciudades y en el campo… no se si me entienden, ¿quien dice que la tierra sea un lugar privilegiado sea el universo homogeneo o irregular?? pienso que es bastante improbable que sea homogeneo… aun asi copernico no se referia a que si el universo no fuese homogeneo seriamos el centro, si no a que no somos el centro si el universo es homogeneo (lo que no implica que lo fuesemos en el caso contrario)

  9. Contra-ataque creacionista.

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