LAS GALAXIAS

¿Están distribuidas aleatoriamente las galaxias más cercanas?

Un gráfico de aproximadamente un millón de las "fuentes extensas" más brillantes detectadas por la Two Micron All Sky Survey (2MASS; N.T.: exploración de todo el cielo en dos micras) demuestra que no lo están.

La inmensa mayoría de estas fuentes extensas en infrarrojos son galaxias.

Más arriba está visible un increíble tapiz estructurado que proporciona límites sobre cómo ser formó y evolucionó el universo.

Muchas galaxias están ligadas gravitacionalmente juntas para formar cúmulos, que están asimismo ligados débilmente en supercúmulos, que a su vez son vistos a veces alineados incluso en estructuras de escala más grande.

Por el contrario, las estrellas muy brillantes en el interior de nuestra propia Galaxia Vía Láctea provocan la banda vertical azul.

¡Un millón de galaxias! Es posible que bajo el Sol no encontremos nada nuevo; sin embargo, el estudio del cosmos ha sido y lo continúa siendo una apabullante caja de sorpresas. Hasta los años 20, los científicos preferían creer que el espacio era infinito y eterno. Se coincidía en la vaga noción de que éramos únicos en un universo hueco e insondable.


Pero, como se ha podido comprobar, la historia empezó a cambiar cuando el matemático ruso Alexander Friedmann en 1922, desafiando las afirmaciones de Albert Einstein de que el universo era estático, publicó un ensayo en el cual demostraba un error en los cálculos de Einstein y que las propias ecuaciones de éste permitían la descripción de un universo que evoluciona. En 1927 el sacerdote belga y físico teórico George Lemaître aprecia los estudios de Friedmann y galvanizó a los cosmólogos con su propuesta de que un «átomo primigenio», denso y muy caliente estalló en forma similar a la bola de fuego del Big Bang para crear el actual universo.  

Volvemos sobre el misterio de la formación de las Galaxias. Si razonamos científicamente sobre los sucesos que conocemos (supuestamente) sobre cómo se formó el Universo, se demuestra muy claramente que no podemos dar por supuesto un universo lleno de galaxias. Explicar ese universo ha resultado ser mucho más difícil de lo que nadie hubiera imaginado en tiempos de Hubble. Pero examinando las teorías fracasadas se han mostrado algunos de los elementos que debe contener una teoría correcta de formación de galaxias.


Sabemos que si las galaxias tienen que esperar a que la radiación se despareje antes de comenzar a formarse, nunca se formarán. El colapso gravitatorio desde una distribución uniforme de la materia es demasiado lento para contrarrestar la expansión de Hubble. De ello se deduce que el universo tiene que salir del desaparejamiento con las galaxias ya muy avanzadas en el camino de su conclusión. No necesitan ser preformadas, pero como mínimo el universo debe estar sembrado con algún tipo de concentraciones de masa que pueden trabar el proceso del colapso gravitatorio. Estas concentraciones actuarán como motas de polvo (muy densas) que sirven de núcleos alrededor de los cuáles se forman los núcleos de condensación de las galaxias.

Si estos núcleos deben estar ahí cuando se les necesite, tienen que haberse formado en algún punto de la historia primera del Big Bang y sobrevivir hasta los 500 000 años después del comienzo del Tiempo. Sin embargo, sabemos que las concentraciones ordinarias de materia nunca harían eso. Serían rotas por la presión de la radiación mucho antes de que pudieran servir como núcleos de condensación para una galaxia. Cualquier "Semilla" que se hubiera formado antes, debería ser capaz de sobrevivir al estampido de la radiación durante un largo período. Por tanto, las "semillas" deben de estar hechas de algún tipo de materia que no interaccione fuertemente con la radiación, es decir, una materia distinta a la Bariónica que conforma las Galaxias y los mundos (también a nosotros mismos) y que, en definitiva, permitió que se formara el Universo tal como lo conocemos.

Mirando la Imagen de arriba, esa inmensidad parcial de nuestro Universo, en el que las galaxias parecen burbujas dentro de un vaso de cerveza, me acongojo al ser consciente de lo poco que aún sabemos de toda esa inmensidad de la que formamos parte. 

¿Quién es capaz de evitar pensar (a la vista de la imagen de hoy) que en toda esa grandiosidad de un millón de Galaxias, no existen una infinidad de mundos y que, en alguno de ellos, otros seres conscientes se estén haciendo las mismas preguntas que nosotros nos hacemos?


El hecho de que existamos significa que cuando miramos al cielo nocturno deberemos ver inevitablemente un universo grande y viejo. El razonamiento funciona como sigue: Partiendo de los hechos de que el universo es plano, se está expandiendo, tiene una constante cosmológica pequeña y contiene irregularidades causadas por la materia agrupándose bajo la influencia de la Gravedad.


¿Cómo algunos de esos conglomerados de materia se transforman en estrellas, planetas y personas? El orden de todo eso es importante, porque, la vida empieza con el proceso de formación de las estrellas.


Estamos hechos de una diversidad de material bariónico, no sólo de hidrógeno y helio (de hecho, no de helio). Cada elemento en nuestros cuerpos, aparte de los átomos de hidrógeno, ha sido fabricado dentro de una estrella, y eso tarda tiempo –un tiempo durante el que el Universo se sigue expandiendo-. De modo que el hecho de que nosotros existamos requiere que el Universo sea grande y viejo.


El entendimiento moderno del modo en que los elementos químicos fueron fabricados dentro de las estrellas es otro ejemplo arquetípico del poder de combinar lo que sabemos de la física a gran escala –en este caso, la escala de las estrellas, las galaxias, los cúmulos de galaxias y los supercúmulos- con lo que sabemos de la física a pequeña escala –en este caso, la escala de los núcleos atómicos-. Esta vez, el estudio de la física de las estrellas (astrofísica) señaló el camino a una de las características clave de la física cuántica, la incertidumbre asociada con la dualidad onda-partícula.


Para un físico, una estrella vista desde fuera es una cosa simple. Es una bola de materia unida por la gravedad, y que se evita que se colapse más por el calor generado en su núcleo, que establece una presión que equilibra la gravedad.


Si se conoce de una estrella cuan brillante es y cuan masiva es, es un cálculo sencillo saber cómo debería ser en su corazón para prevenir el colapso. NO importa de qué esté hecha la estrella, o de donde saque la energía, tiene que tener una determinada temperatura interna para proporcionar la resistencia a la atracción de la gravedad y para que brille como lo hace. De hecho, ayer tuvimos aquí a Betelgeuse que, es una estrella que está ya rodeada por la materia que expulsa y que conforma un círculo tan grande como nuestro propio Sistema solar. Está "próxima" a convertirse en supernova (mañana mismo o dentro de unos pocos millones de años -así de exactas son las mediciones en el Universo-)


Lo cierto es que, tantas galaxias reunidas conforman un conglomerado "infinito" de estrellas que, de manera continuada y al transcurrir de millones de años, fabrican en sus núcleos, esos materiales que son necesarios para la vida que, dicho sea de paso, podría estar dispersa por el ancho Universo en la inmensidad de sus distancias que, son inalcanzables para nosotros.