La expansión acelerada del universo

Uno de los misterios de la ciencia actual es lograr una explicación válida para la expansión acelerada del universo. Para intentar explicar este fenómeno se ha recurrido a  la energía oscura, pero tampoco se ha logrado encontrar una explicación satisfactoria a este tipo de energía. Otro tema relacionado, aunque en principio no directamente, es que el universo es más o menos plano. Como si el Big Bang no hubiera sido una explosión en todas las direcciones sino tan sólo en un plano.

Para estudiar la velocidad con la que una galaxia se acerca o aleja de nosotros se utiliza el efecto Doppler. En términos de radiación electromagnética, ese efecto se ve como un corrimiento al rojo (aumento de la longitud de onda) cuando las galaxias se alejan o corrimiento al azul cuando se acercan. Curiosamente el efecto de corrimiento al rojo está mucho más acentuado, es mucho mayor, en galaxias más lejanas que en las más cercanas. Esto significa que las galaxias más lejanas se alejan a mayor velocidad de nosotros que las que están más cerca.

Podemos calcular la posición de esas galaxias con respecto a nosotros pero resulta que si se hubieran movido a la velocidad a la que se calcula se separan, deberían estar mucho más lejos de lo que realmente están. Esto sólo es posible si durante un tiempo se han alejado a una velocidad menor que la que mantienen actualmente, o sea, que si antes viajaban a una velocidad inferior, se han tenido que acelerar.

Por eso se llegó a la conclusión de que la expansión del universo se estaba acelerando. Pero vamos a analizarlo poco a poco.

El efecto Doppler

Todos hemos escuchado cómo cuando un coche se acerca el sonido es más agudo que cuando se aleja de nosotros. Esto es  debido a que el sonido se transmite como una onda a velocidad constante. Esa onda tiene una frecuencia y una longitud de onda. Pero si el coche se mueve, por delante de él las ondas se aplastan, la longitud de onda es menor, mientras que por detrás, se estiran, aumenta esa longitud de onda. Por tanto, si escuchamos a un coche que se acerca, el sonido tendrá una longitud de onda menor, será más agudo, mientras que cuando se aleja, esa longitud de onda será mayor, el sonido será más grave.

Esto también ocurre si los que nos movemos somos nosotros. Cuando nos acercamos a la fuente de sonido, lo escucharemos más agudo y cuando nos alejamos, más grave.

A escala cósmica, este efecto también se produce, pero con la luz. Si una estrella se acerca a nosotros, la luz recibida, las radiaciones que se reciben de ella, tienen una longitud de onda menor de la que se espera, mientras que si se aleja, esa longitud de onda será mayor. En el primer caso se habla de corrimiento o desplazamiento hacia el azul mientras que en el segundo se dice que es hacia el rojo ya que los tonos azules son los de menor longitud de onda del espectro visible mientras que los rojos son en los que esa longitud de onda es mayor.

Y ese corrimiento al azul o al rojo también depende de si nosotros nos movemos hacia una estrella o nos alejamos de ella.

El quanto de energía

En el libro “El quanto de energía” planteamos la hipótesis de que el fotón es una partícula fundamental compuesta por unas partículas elementales denominadas quantos de energía unidos entre sí mediante una fuerza que denominamos Fuerza Particular. Ésta es capaz de mantener los quantos de energía unidos dentro del fotón y también es capaz de formar otras partículas, de manera que en definitiva el universo está formado por esa partícula elemental en un número inmenso de ellas.

Partiendo de esa base, se elaboraba la hipótesis de que el Big Bang se formara por la explosión de un fotón ultraenergético, que contuviera a todos los quantos de energía que conforman actualmente el Universo. Ese fotón formaría la singularidad de la que se generó el Universo.

Pero al ser un fotón, al no tener ningún bosón de Higgs asociado, al no tener masa, debería viajar a la velocidad de la luz. Por tanto, cuando se produjo la explosión, el Big Bang, ésta fue dirigida, tenía una dirección, en la dirección que traía el propio fotón.

Esto explicaría que el universo fuera plano, pero nos da otras respuestas a preguntas que ahora son complicadas de responder, como la de la expansión acelerada del universo.

La velocidad relativa de separación entre estrellas

En la concepción actual del Big Bang formado desde un punto en una explosión, mediríamos la velocidad de alejamiento en el mismo plano. Como calculamos esa velocidad con respecto al corrimiento al rojo de la radiación que recibimos de ella. Al trabajar en el mismo plano, ésta aparece como un valor absoluto.

Pero al introducir un movimiento de traslación, por un lado la distancia que tiene que recorrer la luz desde que parte de la fuente lejana hasta que llega a nosotros es mayor cuanto más lejos se encuentra, ya que el fotón ahora no sólo debe recorrer la distancia directa hasta nosotros sino que debe seguir una trayectoria oblicua.

Por otro lado, a nosotros, como observador, ese fotón nos llega también en una zona donde la tierra, al estar avanzando, el efecto Doppler le confiere una longitud de onda mayor, un aumento del corrimiento al rojo producido por el desplazamiento del universo desde la zona donde se produjo el Big Bang.

Este efecto es mayor cuanto más alejada esté la estrella que ha producido el fotón de nosotros. Por tanto, la medición que obtenemos es un valor falseado por nuestro propio desplazamiento, una velocidad medida mayor de la real, error que además es mayor cuanto más alejada esté la estrella de nosotros.

Esto podría explicar que las galaxias lejanas se muevan a mayor velocidad de la que realmente se mueven y que la expansión acelerada del universo sea realmente una medición errónea por no considerar ese movimiento de todo el universo en una dirección desde que se produjo el Big Bang,

Una mayor distancia recorrida por la luz

Al avanzar el plano desde que partió el fotón desde el objeto lejano, éste tiene que describir una trayectoria oblicua para llegar a nosotros. Esto supone que debe recorrer una mayor distancia, o sea, que ha tardado más tiempo en recorrer ese espacio que si hubiera ido en una línea recta en el mismo plano.

O lo que es lo mismo, la imagen que nos llega de una estrella lejana es aún más antigua de lo que cabría pensar, o sea, que la vemos en una posición distorsionada ya que nos llega una imagen aún más antigua, de una estrella más joven.

Planteamiento de la hipótesis

La hipótesis que se plantea en este artículo es que, si se considera que el Big Bang se produjo en una dirección y que el universo, por tanto, viaja por el espacio-tiempo a determinada velocidad, los datos de la medición de la velocidad de escape salen falseados por la velocidad a la que se mueve el universo.

Al sumar este movimiento aparece un corrimiento al rojo mayor del que debería, y ese error es mayor cuanto más lejana es la galaxia o la fuente de luz que llega a nuestro planeta. Esto podría explicar sin necesidad de recurrir a la energía oscura la expansión acelerada del universo, que en realidad, no sería tal.

En definitiva, si aplicamos que el Universo al completo se mueve en una dirección, que el Big Bang fue dirigido, la expansión acelerada no es más que un fenómeno aparente, que no real.

Cómo demostrar la hipótesis

Una de las formas de demostrar esta hipótesis pasaría por determinar en un mapa del universo dónde están las galaxias más lejanas. Si éstas aparecen desplazadas hacia uno de los lados del mapa, significaría que el universo avanza hacia el otro lado y que vemos esas galaxias retrasadas por culpa de este fenómeno, ya que la luz nos llega por detrás en nuestro movimiento.

Artículos y libros relacionados. Bibliografía.

¿Cómo se forma una estrella de neutrones?

La materia y la energía

La Tierra, ha nacido una estrella

El Quanto de energía

Expansión acelerada del universo, Wikipedia

Si te ha gustado el artículo, compártelo en tus redes sociales.