00:00¿Fue diseñado nuestro universo para albergar la vida?
00:05En un reciente vídeo de Astrum, vimos que hay más energía oscura en el universo que
00:11la energía de cada átomo y partícula de materia ordinaria juntas.
00:16Sin embargo, todo lo que sabemos sobre partículas, campos y mecánica cuántica, parece sugerir
00:22que esta cantidad aparentemente grande de energía oscura podría haber sido, y estadísticamente
00:28debería haber sido, mucho, mucho mayor.
00:32Décadas antes de que los astrónomos tuvieran siquiera pruebas observacionales de la existencia
00:38de la energía oscura, los físicos se escandalizaron al ver que las teorías más exitosas del siglo
00:44XX predecían un nivel de energía oscuro tan alto que las estrellas y las galaxias nunca
00:51podrían haber llegado a existir, por no hablar de la vida y la humanidad.
00:57Entonces, ¿cómo evitó nuestro universo este destino?
01:01¿Y cómo estamos vivos hoy para plantearnos siquiera estas preguntas?
01:07Acompáñame hoy mientras seguimos aprendiendo sobre los efectos de la energía oscura en el
01:13cosmos y exploramos las matemáticas que afirman que en realidad no deberíamos haber existido
01:19en absoluto.
01:23Una de las primeras cosas que puedes aprender en una clase de física es que la gravedad
01:28es una fuerza de atracción entre dos objetos, cuya fuerza es proporcional a cada una de sus
01:34masas.
01:35La gravedad mantiene a los planetas en órbita alrededor del Sol, a las estrellas agrupadas
01:41en la Vía Láctea, e incluso atrae a las galaxias para formar cúmulos y supercúmulos
01:46galácticos. Pero si nos alejamos más, esta atracción gravitatoria empieza a actuar a
01:53la inversa, haciendo que los cúmulos de galaxias se aceleren, alejándose unas de las otras en
02:00lugar de atraerse mutuamente.
02:02Entonces, ¿qué ocurre aquí?
02:05La teoría de la relatividad general de Einstein nos proporciona una lente a través de la cual
02:11podemos comprender este extraño comportamiento. En la relatividad general, el espacio no es
02:18solo un fondo en el que pueden moverse otras cosas, sino que el propio espacio puede estirarse,
02:24deformarse y evolucionar con el tiempo. Einstein demostró que en este marco la gravedad ya no
02:31es una fuerza, sino una distorsión de la trayectoria inercial de un objeto en el espacio-tiempo
02:36dinámico. Por ejemplo, cuando un planeta orbita alrededor del Sol, en la descripción de Einstein,
02:44simplemente está siguiendo una trayectoria rectilínea en un espacio curvo. Del mismo
02:50modo, lo que observamos como una fuerza de repulsión entre cúmulos de galaxias, debería considerarse
02:56en realidad como un estiramiento acelerado del espacio entre ellos.
03:01Pero, ¿qué puede provocar que la expansión del espacio se acelere de este modo a las mayores
03:07escalas del universo? Para empezar a responder a esta pregunta, necesitamos saber qué causa
03:13el estiramiento y la deformación del espacio-tiempo. En la teoría de la gravedad de Newton, todos
03:20los objetos con masa ejercían una atracción gravitatoria. Y en la relatividad general, todos
03:26los objetos con masa curvan el espacio-tiempo a su alrededor. Pero Einstein demostró que
03:32además de la masa, cualquier forma de energía o presión también influye en la dinámica
03:37del espacio-tiempo. La densidad de energía es cuánta energía se encuentra en un volumen
03:43determinado, cuánto calor, movimiento, presión, etc. existe en un lugar. Y en nuestro universo
03:50siempre se ha encontrado que es positiva. La presión es cuánta fuerza ejerce sobre
03:57un área el contenido de ese espacio empujando al resto del universo que lo rodea. Piensa en
04:03el polvo interestelar empujándose mutuamente cada vez que chocan en el espacio. Como puedes
04:09imaginar, para objetos tan alejados entre sí, este valor de presión se sitúa ligeramente
04:15por encima de cero en una escala cósmica. Cuando estos valores son acumulativamente
04:22positivos, como en la fórmula siguiente, su influencia en el espacio que los rodea hace
04:27que éste se contraiga hacia adentro. Esencialmente, crean gravedad al desacelerar el estiramiento
04:33del espacio. Sin embargo, es concebible que si de algún
04:39modo establecieras los valores de esta ecuación de modo que la presión fuera negativa y mayor
04:44que la densidad de energía positiva, ese signo negativo haría que todo el asunto diera la
04:50vuelta y acelerarías el estiramiento del espacio. En efecto, acabarías con un volumen
04:57de espacio lleno de una especie de antigravedad, una energía oscura.
05:04Es un poco nebuloso, ya que es difícil visualizar algo con una presión realmente negativa. Después
05:11de todo, ¿cómo puedes tener menos de cero átomos en un trozo de espacio? Pero los
05:16átomos no son lo único que ejerce presión. Al fin y al cabo, la presión no es más que
05:23una fuerza aplicada sobre una superficie. Los campos también pueden aplicar fuerzas. Piensa
05:29en un campo magnético, que arrastra un trozo de hierro hacia una barra magnética, o en dos
05:34imanes que se empujan mutuamente. Si la energía oscura fuera una especie de campo que empujara
05:40no solo a otros imanes, sino a todo, entonces esto coincidiría con lo que vemos que hace
05:46el universo. El vacío mismo tiene energía oscura, y la suficiente como para empujar
05:52lenta y suavemente al universo. Los científicos han reflexionado mucho sobre
05:58la energía oscura a lo largo de los años, e incluso han calculado cuál debe ser su densidad
06:04de energía y presión combinadas, para crear el ritmo de expansión espacial que presenciamos.
06:10Se trata de alrededor de 10 a la menos 9 en unidades internacionales, que es un número
06:17muy pequeño, razón por la cual no solemos notarlo aquí en la Tierra, y solo lo detectamos
06:23en la gran escala cosmológica del universo.
06:26En realidad, se trata de una buena noticia, porque resulta que si el número fuera mucho
06:32mayor o menor que este, las cosas se pondrían muy mal para nuestra posibilidad de existir.
06:39Permíteme mostrarte lo que quiero decir con un rápido esbozo de la historia del universo.
06:45He aquí la historia completa del universo, desde el momento justo después del Big Bang hasta
06:51el presente. Esta es la densidad de energía oscura medida por los astrónomos. Los científicos
06:58creen que su presión negativa ha mantenido esta densidad aproximadamente constante durante
07:03miles de millones de años. Esta es la densidad de la materia ordinaria del universo, que tiene
07:10poca o ninguna presión. La densidad disminuye con el tiempo porque la expansión del universo
07:16diluye la materia que contiene. Por último, esta es la densidad de la radiación en el universo,
07:23incluido los fotones y otras partículas extremadamente ligeras. La presión positiva
07:28de la radiación hace que se diluya aún más rápidamente que la materia ordinaria.
07:34Hacia el principio de los tiempos, durante un periodo muy breve, no había átomos. Sin embargo,
07:41muy rápidamente, protones y neutrones se fusionaron para crear los primeros núcleos
07:46atómicos en el universo primitivo. Poco después, la materia se convirtió en la forma dominante
07:52de energía. El universo se enfrió lo suficiente para que los núcleos atrajeran y retuvieran
07:58electrones, formando los primeros átomos de hidrógeno y helio. Estos átomos constituyeron
08:05los bloques de construcción de las primeras estrellas, que la gravedad atrajo para formar
08:10las primeras galaxias y cúmulos. Solo más tarde tomó el relevo la energía
08:15oscura, que desencadenó la expansión acelerada del espacio e impidió la formación de estructuras
08:22mayores. Pero, ¿qué habría ocurrido si la densidad
08:26de energía hubiera sido mayor? Piensa en lo que habría ocurrido si la fuerza
08:31de empuje de la energía oscura hubiera sido mayor. Podría haber sido suficiente para detener
08:37la formación de las primeras galaxias, separando las estrellas con más fuerza de la que su
08:42propia gravedad podría reunirlas. Un poco mayor que eso, y también habría sido mucho
08:49más difícil que se formaran estrellas. Si la densidad de energía oscura fuera lo suficientemente
08:56grande, apenas se habrían producido átomos o incluso núcleos en el universo. Así pues,
09:02eso es lo que podría haber sido. ¿Qué debería haber sido? Mediante matemáticas ingeniosas
09:10y los principios de la teoría cuántica de Campos, los científicos intentaron predecir
09:15cuánto debería haber sido la densidad energética de la materia oscura. Su resultado fue mayor
09:22que el que vemos en la naturaleza. ¿Cuánto mayor? Su resultado fue la asombrosa cifra de
09:3010 elevado a 45 julios por metro cúbico. ¿Dónde se sitúa en este gráfico tal densidad energética
09:38predicha? Se sale, literalmente, de la gráfica. Si esa predicción fuera correcta, el universo
09:47actual no tendría estructura, ni rasgos, ni vida. Sería un vacío gigantesco lleno de
09:54nada más que energía oscura. Y si la densidad de energía oscura fuera en cambio de menos
10:0010 elevado a 45 julios negativos por metro cúbico, el destino del universo no sería
10:06más prometedor, ya que se vería obligado a colapsar rápidamente sobre sí mismo en lo
10:12que se conoce como el Big Crunch. Los científicos han intentado explicar que sus cálculos estén
10:19tan alejados de la realidad, planteando la hipótesis de que existen partículas con energía
10:25positiva y presión negativa, aún por descubrir, que equilibran los cálculos y hacen que la
10:31respuesta de la densidad de la energía oscura vuelva a ser cero. Quizá exista alguna fuente
10:37masiva de energía potencial negativa, un resorte cósmico que de algún modo controle toda esa
10:43energía desenfrenada. O eso o la teoría cuántica de Campos es fundamentalmente errónea.
10:51Pero como en realidad hay bastantes pruebas que apoyan la teoría cuántica de Campos,
10:56parece imprudente desechar completamente la idea. En su lugar, nos maravillamos con esta
11:03coincidencia cósmica. ¿Qué probabilidades había de que la densidad energética de la energía
11:09oscura fuera tan baja, cuando se había predicho que sería mucho mayor? ¿Cómo se produjo este gran
11:16acto de equilibrio universal, de tal manera que no fuéramos despedazados o aplastados en una
11:21singularidad? Si su magnitud no fuera tan baja, ni existiríamos. Nuestros átomos nunca se habrían
11:29unido, desgarrados por el espacio en expansión. Según nuestras predicciones, hemos tenido demasiada
11:36suerte. Esta coincidencia se produjo de tal manera que el universo fue capaz de producir
11:42vida. Así pues, ¿fue una coincidencia? Sin embargo, la respuesta a esta pregunta se aleja
11:50de lo que sabemos con certeza para adentrarse en lo que simplemente teorizamos. Se adentra
11:56en los dominios de la teoría de los multiversos y en la búsqueda de la humanidad por comprender
12:01si no estamos aquí por casualidad, sino por diseño. Hay mucho que tratar, demasiado para
12:09un solo vídeo. Así que, para hacerle justicia, lo hemos dividido en dos. Hablaremos del resto
12:15cuando tengamos tiempo para hacerle justicia. Mientras tanto, ¿tú qué opinas? ¿Crees
12:21que nuestra existencia hasta ahora parece ser excesivamente afortunada? ¿Cómo crees que
12:28ha ocurrido? Deja tu respuesta en los comentarios de abajo. Nuestra existencia es sorprendente.
12:35Quizá eso signifique que el universo nos tiene reservadas más sorpresas, si somos capaces
12:41de encontrar las respuestas. Gracias por tu visita y nos vemos en el futuro.
Comentarios