Modelo cosmologico actual (1/3/2005)



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MODELO COSMOLOGICO ACTUAL (1/3/2005)

Debate abierto con Emmanuel Carreira

Introducción

En un número reciente de Investigación y Ciencia, hablando del modelo estándar de partículas elementales, que también tiene que ver con la cosmología, se hacía este resumen, que me parece muy higiénico recordar.

1.-De nuestras teorías actuales parece desprenderse que el universo contiene una inmensa concentración de energía incluso en las regiones más vacías del espacio; los efectos gravitatorios de esta energía del vacío, deberían haber curvado el universo hace ya mucho, o haberlo expandido hasta un tamaño mucho mayor que el actual. El modelo estándar no nos ayuda a resolver semejante paradoja que se conoce como el problema de la constante cosmológica.

2.-Desde hace tiempo se creía que la expansión del universo se estaba frenando a causa de la mutua atracción gravitacional de la materia. Ahora parece que se está acelerando, y que sea cual sea la causa de la aceleración (energía oscura) no hay explicación a su existencia en el marco del modelo estándar.

3.-En la primera fracción de segundo después de la Gran Explosión, el universo, se dice, pasó por una etapa de expansión rapidísima o inflación, los campos que causan la inflación, no pertenecen al modelo estándar.

4.-Si el universo comenzó con la Gran Explosión como una enorme erupción de energía, debería haber evolucionado de manera que contuviese partes iguales de materia y de antimateria, pero las estrellas y las nebulosas se componen de protones, neutrones y electrones y no de sus antipartículas. El modelo estándar no explica esta asimetría de la materia.

5.-Alrededor de una cuarta parte del universo consiste al parecer en materia oscura fría invisible que no puede estar formada por las partículas del modelo estándar.

6.-En el modelo estándar las interacciones con el campo de Higgs, asociado al bosón de Higgs, aportan la masa a las partículas. El modelo estándar no puede dar cuenta de las formas especiales que deben tomar las interacciones de Higgs.

7.-Las correcciones cuánticas le atribuyen al bosón de Higgs una masa enorme, lo que a su vez lleva a que sean también enormes las masas de las demás partículas. Tal resultado no puede evitarse en el modelo estándar. Se crea así un espinoso problema conceptual.

8.-El modelo estándar no puede incluir la gravedad debido a que no tiene la misma estructura que las tres fuerzas restantes.

9.-El modelo estándar no puede explicar los valores de las masas de los quarks y los leptones, entre los que se cuentan, el electrón y los neutrinos.

10.-El modelo estándar tiene tres generaciones de partículas. El mundo ordinario consta de partículas de la primera generación, dicha generación parece constituir una teoría coherente por sí misma. El modelo estándar describe las tres generaciones, pero no justifica por qué hay más de una.

De modo que ya con esto tenemos un buen comienzo con un cierto escepticismo respecto a la capacidad explicativa del modelo estándar.

Preguntas

1.-¿Qué había en el origen del universo?

No lo sabemos, porque el origen, estrictamente dicho, uno lo tomaría como el tiempo cero; en un tiempo cero no ocurre nada, por tanto, si se habla de origen estrictamente no se puede contestar. Solamente se puede contestar con alguna respuesta más o menos plausible, si me dicen qué había cuando el universo tenía la edad de una trillonésima de trillonésima de segundo (o lo que quieran decirme), pero qué había en el mismo origen no tiene sentido físico. Segunda respuesta más concreta: de lo único que tenemos directamente comprobaciones experimentales es de lo que el universo era y tenía unos 300.000 años después de la Gran Explosión. Hasta entonces, desde el tiempo cero a 300.000 años, el universo no es observable. Por lo que tenía 300.000 años más tarde, deducimos reacciones nucleares que ocurrieron en los primeros veinte minutos. Pero si uno quiere decir cómo era el universo específicamente en un tiempo, digamos de una mil millonésima de segundo después del big bang, tenemos que hacer suposiciones. No tenemos datos. Y por tanto, entran en juego diversas especulaciones: que el universo comenzó como pura energía o que comenzó como una mezcla de partículas y antipartículas y energía, o como sólo partículas sin antipartículas con energía, y según eso, uno puede decir que se daría tal situación o tal otra en momentos posteriores, pero no hay una respuesta cierta a cómo era el universo antes de la primera millonésima de segundo.

2.-¿Qué tipo de materia había, y en qué condiciones, 300.000 años después de la Gran Explosión?

Ese momento y esa fecha no se escoge arbitrariamente. La temperatura de la nube original en expansión desciende a unos 3.000 grados y a esa temperatura se pueden ya combinar protones y electrones para dar lugar a átomos neutros sin que los disocien los choques a alta temperatura que antes mantenían al gas como un plasma. El plasma es opaco, no permite por tanto que la luz se transmita a través del gas. En el momento en que los gases se hacen transparentes (porque son gases de átomos neutros) entonces ya se puede hablar de una radiación que se transmite libremente (hoy conocida como radiación cósmica de fondo); por las irregularidades o regularidades que se observen en esa radiación, se intenta inferir cómo era la etapa anterior. En ese momento el universo tenía como composición prácticamente la misma de hoy: de cada 100 átomos 90 serían hidrógeno y 10 helio, y del conjunto de hidrógeno, 1 de cada 100.000 sería deuterio; igualmente habría unos pocos átomos, tal vez de litio y helio-3, pero apenas cuentan. De modo que se puede decir, que empezamos a hablar del universo como sistema físico observable cuando es una mezcla (una nube de hidrógeno y helio con una proporción mínima de deuterio a 3.000 grados) y a partir de ese momento, como ya están desacopladas las partículas de la radiación, la radiación se transmite libremente y es el momento en que la gravedad puede empezar ya a unir en bloques de mayor o menor tamaño, trozos de esa nube. Hasta entonces la presión de la radiación impedía que la gravedad condensase secciones dignas de mención de lo que era un plasma de altísima temperatura.

3.-¿Qué tipo de radiación y en qué condiciones, 300.000 años después de la Gran Explosión?

Esa radiación, en ese momento, a 3.000 grados, naturalmente estaba en el infrarrojo y en el visible, porque es la temperatura típica del filamento de una bombilla eléctrica. Antes la temperatura era más elevada, pero el universo no era transparente. A partir de ese momento la expansión va haciendo que la temperatura descienda, y por eso ya en 1948 George Gamow calculó que la temperatura aparente del fondo cósmico debía ser del orden de tres grados sobre cero absoluto porque tendríamos que decir que el universo es ahora mil veces mayor en radio que en el momento de 300.000 años después del big bang y al ser mil veces mayor, la temperatura es mil veces menor, y por tanto, él ya calculó que deberíamos encontrar radiación con el espectro de un cuerpo negro aproximadamente a 3 grados. A esa temperatura la radiación ocurre en ondas de radio (microondas) con longitudes de onda entre uno y 10 milímetros y eso fue lo que se detectó en 1965 y lo que dio, con el COBE, una medida más exacta todavía de 2,73 grados sobre cero absoluto en el momento actual. Esa radiación naturalmente se detecta todavía de una manera constante en todo el cielo; se puede decir que sirve como marco de referencia incluso para el movimiento absoluto de la tierra a través del espacio, puesto que nos movemos con respecto al fondo de radiación y esto hace que en una dirección, en un momento dado, haya una temperatura ligeramente superior y en la otra, cuando nos alejamos de ella, ligeramente inferior. De modo que tenemos un fondo de radiación que cumple las características predichas por el modelo de la Gran Explosión, sin entrar en detalle de lo que ocurrió, antes de los 300.000 años.

4.-Ese fondo de microondas ¿son partículas?

No, son ondas de radio. Las ondas de radio llenaron todo el universo desde el primer momento cuando todavía no eran tales ondas de radio, eran radiación infrarroja y luz visible, pero toda esa nube ya transparente estaba a una temperatura suficiente para estar emitiendo esta radiación. El que hoy aparezca con un corrimiento al rojo que la lleva a una longitud de onda tan grande se debe a la expansión del universo. De modo que no significa que estén emitiéndose ahora las ondas, sino que están todavía mostrando que se emitieron y han sido extendidas por corrimiento al rojo, por la expansión del universo hasta convertirse en ondas de radio. Están moviéndose por todo el espacio y llenan todo el espacio, por eso ponemos un radiotelescopio apuntando en cualquier dirección y nos están llegando desde todas direcciones, y si estuviésemos en otra galaxia nos llegarían igual. Todo el universo está y estará lleno en todo momento de esta radiación, pero como el universo se expande el tipo de radiación cambia por corrimiento al rojo en la expansión. Pero no significa que esa radiación, esté llegando ahora y que antes no hubiera llegado, sino que ha estado siempre recorriendo todo el universo y está todavía haciéndolo, aunque con una longitud de onda mayor. Si el universo fuese infinito uno pensaría que esta radiación se escaparía y que no llenaría el universo de una manera uniforme porque no tendría una trayectoria cerrada sino abierta. Considero que el hecho de que todas las ondas nos estén llegando de todas direcciones indica que el universo es finito y hay trayectorias cerradas para la radiación.

5.-¿Se sabe qué cantidad de radiación había en proporción a la materia 300.000 años después de la Gran Explosión?

Se cree hoy que había aproximadamente 100 millones de fotones por cada partícula pesada, por cada barión, y eso es uno de los puntos difíciles de encajar en el modelo estándar. Para mí la objeción principal contra la idea de que el universo comienza como pura energía es precisamente ésta, porque quienes quieren poner al universo comenzando como pura energía necesitan aplicar la equivalencia de masa-energía para decir que de esa energía se producen pares de partículas y antipartículas en igual cantidad. Si eso fuese así, de no haber algún proceso desconocido que muy pronto separase totalmente la materia de la antimateria, todas esas partículas y antipartículas a continuación se convertirían en pura energía de nuevo. Para evitar eso se sugiere (sin prueba alguna) que por cada 100 millones de pares (partícula-antipartícula) había una partícula de más, que esos 100 millones de pares se convirtieron otra vez en fotones y lo que queda como universo material visible, es esa partícula que no tenía con quién aniquilarse.

Supongamos que se acepta esto, inmediatamente la consecuencia inevitable es que en esos 100 millones de fotones tiene que haber exactamente la misma masa equivalente que los 100 millones de partículas de los cuales se forman los fotones, y entonces habría que decir que en forma de radiación en el universo, en este momento, tendría que haber 100 millones de veces más masa que en forma de partículas. ¿Qué nos dan los datos?, que toda la masa equivalente de la energía de los fotones es una milésima del 1%, de modo que no es posible encajar la conservación de masa-energía con esa hipótesis sin atribuir una masa enorme a todo lo que es el fondo de radiación. Precisamente entre las cosas que leí al principio que no se explican en el modelo estándar es que habría tanta energía en el vacío que el universo tenía que haber evolucionado de una manera drásticamente distinta y eso no se observa.

Yo me inclino a decir que el universo comienza sólo con materia y con energía térmica, y que esa energía térmica es la que permite que esa materia reaccione como reaccionan las partículas en el centro de una estrella. No hace falta ninguna aniquilación de partículas y antipartículas. La presión gravitatoria le da a una estrella en su centro temperaturas adecuadas para que se den reacciones nucleares y esas partículas, con esta energía térmica, producen las reacciones nucleares del big bang y luego esta energía térmica es la que también, en la nube en expansión, da lugar a la radiación que hoy observamos de fondo. Pero no pondría yo una simetría de materia y antimateria al principio, para luego exigir que haya falta de simetría suficiente para explicar lo que ahora se ve y encima encontrarme con el problema de dónde está la conservación de masa que me parece es inevitable sostener.

En una ocasión tuve una discusión con uno de los astrónomos teóricos del Observatorio Vaticano, y le dije esto. Al principio resistió mi argumento. Le hice ver que era inevitable, no se puede decir otra cosa. Si un par partícula-antipartícula desaparece, tiene que estar su equivalente en masa en los fotones, y dijo que tal vez debamos renunciar a la conservación masa-energía. Pero yo antes renuncio a esta hipótesis.

¿Cómo comienza el universo?, no lo sabemos, pero si doy como una condición suficiente para explicar lo que se observa (que el universo comienza con partículas, no antipartículas) y con una energía térmica adecuada, me parece que no estoy negando ningún hecho experimental, pero eso, dicen, es muy artificial; a mí parece más artificial decir que por razones que no se pueden dar, tiene que haber una partícula de más cada vez que se forman pares a partir de la radiación. Me parece artificial.

Está demostrado que las antipartículas existen en el laboratorio o en situaciones astronómicas donde radiación muy concreta en forma de rayos gamma da lugar ,temporalmente, a una mezcla de partículas y antipartículas que inmediatamente se destruyen y dan de nuevo rayos gamma; pero no hay antimateria en gran escala en el universo, entonces ¿por qué tuvo que haberla al principio?

Los 100 millones de fotones por barión no pueden deberse a una cantidad igual de partículas y antipartículas al principio. Localmente al principio y aquí también ahora, en el laboratorio o en el interior de una estrella, un cuanto de radiación de rayos gamma produce un par de partícula y antipartícula e inmediatamente ese par se destruye y vuelve a ser rayo gamma. De modo que por esa parte no hay problema, el problema es si fue un constitutivo original del universo al principio o no, y si lo fue, qué ha pasado con toda la masa equivalente. Y eso no lo contesta el modelo estándar. Si hay al principio una época con igualdad de abundancia de partículas y antipartículas, no puede explicarse lo que hoy observamos, porque tendría que haber muchísima más masa en forma de radiación que en forma de partículas.

6.-Nos ha comentado que 300.000 años después del origen había una proporción de materia aproximadamente igual a un 90% de hidrógeno y 10% de helio. ¿Esa proporción se calcula teóricamente o se trata de medidas observacionales?

Primero se calcula teóricamente. Por qué se puede calcular, porque sabemos a qué temperatura se pueden formar los diversos elementos y sabemos que el helio no se forma si la temperatura es inferior a 100 millones de grados. Podemos calcular cuándo la temperatura, en el proceso de expansión desciende hasta 100 millones de grados o menos y eso ocurre en los 20 primeros minutos aproximadamente. Entonces se puede calcular cuál es la proporción que debe formarse en ese periodo de tiempo y se intenta comprobar experimentalmente. Cuando hacemos un análisis de la luz de estrellas de cualquier edad, desde las más primitivas hasta las más modernas, nos encontramos que tienen casi todas exactamente la misma proporción de hidrógeno y helio, los demás elementos apenas cuentan; de modo que el argumento lógico es: si el helio se encuentra por igual en estrellas muy primitivas y en estrellas muy modernas, es porque el helio no es primariamente el resultado de reacciones nucleares en una generación de estrellas tras otra, porque si fuese así, las estrellas más modernas deberían tener mucho más helio que las más primitivas. El hecho de que haya una misma proporción, sea cual sea la edad de las estrellas, me indica que esa mezcla de hidrógeno y helio es la materia prima de la que empezaron a formarse estrellas. Todo ello, además se comprueba de una forma más estricta con la abundancia de deuterio. Como he dicho, el deuterio se encuentra en una proporción mínima, de un átomo por cada 100.000 de hidrógeno normal. El deuterio no se forma en las estrellas, se destruye. Y sin embargo, en las nubes interestelares, incluso en sitios donde no ha habido estrellas, se encuentra esta proporción de deuterio y la proporción de helio que dije antes.

7.-En caso de confirmarse la materia oscura ¿cómo encaja en esos cálculos teóricos si suponemos que el 90% del universo es hidrógeno y el 10% helio?

Una proporción mínima de la materia oscura se acepta es que materia bariónica (ordinaria), pero está en tales condiciones que no produce radiación visible ni es detectable por ondas de radio. Hay confirmaciones de que sí hay materia oscura que emite rayos X en cúmulos de galaxias y la temperatura para que emita rayos X es de millones de grados. Hasta que se pusieron en órbita los satélites detectores de rayos X, esa materia oscura no se podía detectar, no emite luz visible y no había detectores en tierra que pudiesen encontrar rayos X. Precisamente uno de los cálculos que se hacen para afirmar que existe gran cantidad de materia oscura en cúmulos de galaxias es que la temperatura de esa materia oscura bariónica es tan elevada, que se necesita una enorme atracción gravitatoria para que no se escape del cúmulo, y, sin embargo, se encuentra confinada al mismo, por tanto tiene que tener suficiente masa el cúmulo para hacerlo y no basta la que vemos en las estrellas ni la que vemos en las nubes; entonces se supone que hay otra masa oscura que no es bariónica y se dice que no puede ser bariónica porque si fuese bariónica tenía que haberse formado en la Gran Explosión. Se inventan palabras para supuestas partículas que se sugieren por otras teorías que no son el big bang, sino de la física de partículas.

8.-Una parte muy pequeña es materia oscura bariónica, el resto de materia oscura no bariónica, de confirmarse que existe, ¿estaría ya también presente 300.000 años después del origen?

Debía estar desde el big bang, pero no tenía parte en las reacciones nucleares y por eso no cambia la proporción de elementos. Y tampoco afecta al parecer la radiación de fondo. Con lo cual es difícilmente tragable mientras uno pueda pensar en otras alternativas. He hablado en alguna ocasión de la hipótesis de Mordehai Milgrom que sugiere una variante de la mecánica newtoniana que a él le permite calcular con gran exactitud las curvas de rotación de galaxias sin aplicar nada de masa oscura. Él tiene un artículo en Investigación y Ciencia donde explica su teoría, y explica cómo las curvas de rotación de las galaxias, utilizando su modificación de la mecánica newtoniana, coinciden con los datos experimentales. De modo que por esa parte uno puede decir que algo de plausibilidad tiene. En cúmulos de galaxias la teoría de momento no funciona.

9.-¿Por qué se afirma que la materia oscura representa el 25% del universo si no se sabe lo que es?

Porque lo único que pueden decir es que para que se expliquen los movimientos observados hace falta esa cantidad de materia, esa es la única razón.

10.-Igualmente ¿cómo se calcula que la energía oscura representa el 70% del universo si no se sabe qué es?

Con respecto a la energía oscura casi no me atrevo a decir nada, porque nadie tiene una idea clara de qué puede ser ni cómo funciona. Primeramente hay varias propuestas de esa energía del vacío. Una propuesta es la constante cosmológica; dicen que el vacío, mientras está en expansión, conserva la misma densidad de energía representada por la constante cosmológica. De modo que yo ya encuentro ahí también un problema de la ley de conservación, eso para empezar. Pero dicen: es que el vacío sólo por ser vacío ya tiene esta energía, y como cada vez hay más vacío pues cada vez hay más de esta energía y como cada vez hay más de esta energía, que además es repulsiva, por eso el universo se acelera. La segunda posibilidad es que no sea la constante cosmológica, sino la quintaesencia (así denominada por algunos) o la energía oscura (por otros).

¿A qué se debe esta energía oscura? Se dice que a las propiedades cuánticas del vacío. ¿Por qué? Según el principio de indeterminación de Heisenberg aplicado a propiedades electromagnéticas, uno no puede simultáneamente saber con exactitud el campo eléctrico y el campo magnético en un punto, esto es equivalente a decir que no puede uno saber con toda exactitud la posición y el momento, o la energía y el periodo de tiempo. Si el campo eléctrico y magnético fuesen cero en el vacío, lo sabríamos con exactitud, por tanto no pueden ser cero. Si no son cero, entonces contienen energía, y si el vacío contiene energía en forma de campos electromagnéticos, entonces ya tenemos una energía del vacío, que puede que se mantenga constante o no, porque lo único que podemos decir es que tiene que superar el límite impuesto por el principio de indeterminación. Esta energía, si se calcula sobre la bases de la mecánica cuántica, sería una energía enorme, que puede llegar a dar un resultado de 10120 más que lo que se puede admitir. Naturalmente, han dicho también algunos autores que nunca en la historia de la física ha habido una predicción tan egregiamente equivocada como la de la energía del vacío cuántico, porque en su valor tiene que ser muy próxima a cero, y en cambio tenemos la predicción de ese enorme exponente, entonces ¿cómo se resuelve el asunto? No se resuelve, y por eso una vez más la energía del vacío cuántico es totalmente inexplicable dentro de la mecánica cuántica y de la teoría estándar de partículas.

Otra manera de explicar esta supuesta energía, aunque no su intensidad, es decir, que de la energía del campo eléctrico y magnético se deben producir constantemente pares virtuales de partículas que se aniquilan también antes de que se las pueda "cazar" y por eso se las llama virtuales, porque no son observables. Todo ello es teóricamente muy bonito, pero yo no sé de ninguna prueba experimental para decir que esto existe. ¿Cuál es la razón de que se acepte esta energía del vacío? que el universo parece estar en expansión acelerada, y a este propósito todos estamos oyendo hablar de la expansión acelerada del universo desde hace 7 u 8 años, pues sepan que hace nada menos que 30 años (en diciembre de 1975) un artículo de Scientific American, decía que es algo implícito en casi todas las teorías de evolución que la expansión tiene que ir frenándose por la atracción gravitatoria, pero E. Gunn, de los observatorios Hale, y Beatrice M. Tinsley, de la Universidad de Yale, han presentado argumentos indicando que la expansión parece estar acelerándose. Dicen: para que la expansión del universo se acelere, las fuerzas netas entre las galaxias tienen que ser repulsivas; este resultado parece contradecir las propiedades observadas de la gravedad, pero puede incorporarse en la teoría general de la relatividad, para esto hay que insertar un término llamado la constante cosmológica, que fue primero propuesto por Einstein en 1917 y que luego él rechazó. El significado físico de la constante no es claro. Los dos autores hacen notar que muchos investigadores consideran la constante tan repulsiva como las fuerzas que engendran. Como la predicción de una expansión acelerada es contraria a lo que se suponía, los autores concluyen diciendo que la primera reacción a su trabajo fue que algo tenía que estar terriblemente equivocado, entonces discutieron todas las formas posibles en que algún error podía haberse introducido en su interpretación. Después de todas las posibles respuestas encuentran que no hay nada en su trabajo que pueda contener un error suficiente para dar esos resultados. De modo que ya hace 30 años que se habló de esto y entonces nadie mencionó ninguna energía oscura.

11.-Si en una dirección observamos objetos que se encuentran a 14.700 millones de años-luz, y en dirección opuesta otros objetos que también están a 14.700 millones de años-luz, ¿es el tamaño del universo 29.400 millones de años-luz?

Diríamos básicamente que el razonamiento es correcto, pero hay que modificar el número, porque como dice precisamente uno de los últimos artículos de Investigación y Ciencia, mientras la luz ha estado llegando hasta nosotros, el universo ha estado más en expansión y por tanto hay que multiplicar casi por tres ese radio. Ahora el universo es mucho mayor porque entre tanto ha estado expandiéndose mientras la luz llegaba hasta nosotros.

12.-¿Significa eso que el universo no tiene un centro?

Así es. Cuando Einstein propuso su teoría de la relatividad general, dijo clarísimamente que el universo se puede comparar a la cuasi-superficie tridimensional de una hiperesfera de 4 dimensiones, y usaba el ejemplo de la esfera terrestre, nos movemos en una superficie bidimensional de una esfera de 3 dimensiones. Dentro de lo que es nuestro ámbito de experimentación, que es la superficie terrestre, no hay centro ni bordes. Uno no puede decir que Madrid está en el centro, ni que lo está ningún otro sitio. Yo puedo recorrer la tierra en cualquier dirección y nunca encuentro bordes, y si no hay bordes no hay centro. Einstein dice que lo mismo es aplicable en una dimensión más al espacio que se curva por la presencia de masa, y se curva hacia una cuarta dimensión perpendicular a las 3 de nuestra experiencia, pero como es totalmente inimaginable, y también indetectable directamente, sólo puede calcularse y ver sus efectos en las distorsiones locales que causan precisamente las imágenes múltiples de cuásares cuando la luz se ve obligada a seguir trayectorias curvas, porque el espacio tridimensional está distorsionado. La única manera lógica de hablar de un espacio tridimensional distorsionado es distorsionarlo hacia una cuarta dimensión espacial. Pero hoy está muy de moda decir que sólo hay 3 dimensiones espaciales. Si el espacio se toma, como decía Einstein, como una cuasi-superficie de una hiperesfera de 4 dimensiones (una cuarta dimensión espacial) la cuarta dimensión no es el tiempo, porque no se puede distorsionar al espacio hacia pasado mañana, no tiene sentido decir eso. En la relatividad restringida se habla de 4 coordenadas (x,y,z,ict) cuando multiplicamos velocidad por tiempo obtenemos distancia, por ello ict representa una distancia imaginaria, pero no representa tiempo, no puede ser tiempo. Es obvio en la aritmética más elemental que uno no puede sumar ni restar números que no son homogéneos, que no tienen las mismas unidades, no se pueden sumar horas a kilómetros. No podemos jugar con el significado de las palabras. Hay una cuarta coordenada en la relatividad especial que no incluye la cuarta dimensión de espacio y esa cuarta coordenada contiene el tiempo, pero no es tiempo. En la relatividad general se usan estas mismas 4 coordenadas para describir los efectos que tienen también la cuarta dimensión espacial, pero esa cuarta dimensión espacial como no es directamente observable, no entra en la descripción matemática de un suceso. Sólo describo cómo las coordenadas espaciales y temporales se ven afectadas por el hecho de que hay una distorsión en la cuarta coordenada espacial. Todo ello, por lo tanto, lleva a decir, una vez más, el universo de la relatividad generalizada es un todo finito pero ilimitado. Finito porque tiene un volumen finito en cada momento, mientras se expande; ilimitado porque no tiene bordes, no tiene límites.

13.-¿Tenemos hoy un único modelo cosmológico?

Si hablo de un modelo para explicar lo que ha ocurrido desde la época de nucleosíntesis hasta ahora, sí, pero sólo para explicar cómo el universo da lugar a la mezcla de elementos y a la expansión hasta el presente. Si incluimos en el hoy la aceleración de la expansión, entonces no. Y si incluimos hoy, lo que ocurrió antes de la nucleosíntesis, tampoco.

14.-Descríbanos, según su opinión, cuál sería el modelo cosmológico actual más aceptado.

Podemos decir con certeza, como se dice en el ambiente normal de nuestra vida, que hubo una gran hoguera primitiva, ¿por qué?, porque hemos encontrado el resplandor (la radiación de fondo) y las cenizas (los porcentajes de hidrógeno, helio y deuterio); esto hoy día no lo discute nadie. ¿Qué hubo antes de la nucleosíntesis? En mi opinión ninguna de las teorías que se proponen tienen suficiente credibilidad para decir que son definitivas.

La inflación es una teoría que aunque se propuso para resolver algunos problemas cosmológicos, no es la única que los puede resolver, y tiene como base la suposición, muy discutible, de que las cuatro fuerzas se unen en una única fuerza en los primeros instantes del universo. Digo muy discutible porque hay mucha gente que opina que la gravedad no se puede introducir en una teoría unitaria, ni siquiera se ha conseguido introducir la fuerza nuclear fuerte, aunque parece que todo el mundo da por supuesto que la única que falta es la gravedad, no es así. Sólo se ha podido unificar la fuerza débil con el electromagnetismo, nada más. Si se consigue la unificación de las tres fuerzas (menos la gravedad) tampoco esto sería válido para la inflación. Si hay que aceptar que es posible unir las cuatro fuerzas en una, entonces todavía queda por demostrar que al desacoplarse unas de otras se va a producir esa cantidad de energía libre que tiene que dar lugar a una expansión con un factor de una trillonésima de trillonésima de segundo, será muy bonito matemáticamente describirlo, pero no acabo de estar convencido de que esa sea la manera correcta de describir el universo.





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